P R E F A B R I K A C E

1/2005

PR E FAB R I K AC E

SPOLEČNOSTI

A

SVAZY

CO

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

10/

NAJDETE V TOMTO ČÍSLE

PREFABRIKACE

V

DYWIDAG PREFA LABEM, A. S.

NAD

ČESKÉ

/8

REPUBLICE

22/ VÍCEÚČELOVÁ HALA V LIBERCI

CENY ECSN 2004

HOSPIC „CITADELA“ VE VALAŠSKÉM MEZIŘÍČÍ

ZA ROK

TECHNOLOGIE REALIZOVANÉ NA

STAVBĚ NÁKUPNÍHO CENTRA V

55/ W 26/ S

TERMINÁL SEVER 2 PRAHA-RUZYNĚ

POJOVACÍ OBJEKT A

/12

/16 NOVÉ

LETIŠTĚ

ČESKÁ BETONÁŘSKÁ SPOLEČNOST ČSSI Samcova 1, 110 00 Praha 1 tel.: 222 316 173 fax: 222 311 261 e-mail: [email protected] www.cbz.cz

ČASOPIS

LYSÁ

SVAZ VÝROBCŮ BETONU ČR Na Zámecké 9, 140 00 Praha 4 tel./ fax: 261 215 769 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

PODPORUJÍCÍ

IEL

ARETS

BRNĚ

/31

Ročník: pátý Číslo: 1/2005 (vyšlo dne 17. 2. 2005) 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

OBSAH ÚVODNÍK

Vydavatelství řídí: Ing. Vlastimil Šrůma, CSc. Šéfredaktorka: Ing. Jana Margoldová, CSc. Redaktorky: Kateřina Jakobcová, Petra Johová

/2

Jana Margoldová

TÉMA VÝVOJ

VĚDA

P R E FA B R I KOVA N ÝC H KO N ST R U KC Í

Z P O H L E D U KO M I S E F I B P R O P R E FA B R I K AC I

/3

Ladislav Šašek

P R E FA B R N O , A . S .

/7

D Y W I DAG P R E FA L Y S Á

OBRAZOVÁ

NAD

LABEM, A. S.

/8

V

ČESKÉ

S TAV E B N Í

KONSTRUKCE

REPUBLICE

/10

V Í C E Ú Č E LOVÁ Pavel Čížek

/16

LIBERCI

M O ST P Ř E S H A M E R S KÝ P OTO K V O B C I H O R S K Á K V I L DA N A Š U M AV Ě Zdeněk Batal, Markéta Nezvalová H O S P I C „C I TA D E L A “ V E V A L AŠ S K É M M E Z I Ř Í Č Í Jaromír Vrba

/21

/22

N A STAV B Ě N Á K U P N Í H O C E N T R A V

Bohdan Víra

•

C E RT I F I K AC E

P O ST U PY H O D N O C E N Í

ISO 13822 Jana Marková

/47

Z AVÁ D Ě N Í EN 1992-1-1: „N AV R H OVÁ N Í B E TO N OV ÝC H KO N ST R U KC Í “ D O P R A X E – D E S KOV É KO N ST R U KC E N O S N É /PŘÍLOHA – I

Jaroslav Procházka

BRNĚ

ČSR

E U R O C CAD C R E T E –

/26

/31

I N T E R A KT I V N Í V Ý U K A

/51

WIEL ARETS Kateřina Jakobcová

/55

IABSE SYM P O S I U M S H A N G H A I 2004 Vlastimil Šrůma

/58

/63

Jan L. Vítek

AKTUALITY

P R E Z E N TAC E

/37

SEMINÁŘE,

Tisk: Libertas, a. s., Drtinova 10, 150 00 Praha 5 Adresa vydavatelství a redakce: Beton TKS, s. r. o. Samcova 1, 110 00 Praha 1 www.betontks.cz Vedení vydavatelství: tel.: 222 316 173, fax: 222 311 261 e-mail: [email protected] Redakce, objednávky předplatného a inzerce: tel./fax: 224 812 906 e-mail: [email protected] [email protected]

Foto na titulní straně: Fasádní panely na budově Univerzitní knihovny v Utrechtu, foto V. Šrůma Beton TKS je přímým nástupcem časopisů Beton a zdivo a Sanace.

KO N F E R E N C E A SYM P OZ I A

BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

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.

S E G M E N TOV É B E TO N OV É

KO N ST R U KC E

/34

Ilustrace na této straně a-na zadní straně obálky: Mgr. A. Marcel Turic

Roční předplatné: 540 Kč (+ poštovné a balné 6 x 30 = 180 Kč), cena bez DPH

SPEKTRUM

S YM P O S I U M FIB

Grafický návrh: DEGAS, grafický ateliér, Heřmanova 25, 170 00 Praha 7

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

PODLE

Michaela Šípalová

P Ř E D PJ AT ÝC H ST R O P Ů

SCHÖCK – WITTEK S.R.O.

J AKOST

N AV R H OVÁ N Í B E TO N OV ÝC H KO N ST R U KC Í

T E C H N O LO G I E R E A L I ZOVA N É

FIREMNÍ

NORMY •

/42

V E DV O U S M Ě R E C H

A TECHNOLOGIE

Bohumír Voves

P R O B L É MY P Ř I R E G E N E R AC I

P R E FA B R I KOVA N ÝC H B U D OV

SOFTWARE

S P O J OVAC Í O B J E KT A T E R M I N Á L S E V E R 2 L E T I ŠT Ě P R A H A -R U Z Y N Ě Pavel Čížek

P R O BY TOV O U V Ý STAV B U V

/38

S P O L E H L I V O ST I E X I ST U J Í C Í C H KO N ST R U KC Í

/12

M AT E R I Á L Y

S TAT I C K É

P R AV D Ě P O D O B N O ST N Í

C E N Y ECSN Z A R O K 2004 Karel Dahinter HALA V

Karel Bauer, Vladimír Červenka, Vladimír Křístek

Šejnoha Jiří, Fajman Petr, Kuklík Pavel

PŘÍLOHA

P R E FA B R I K AC E

VÝVOJ

V Y SYC H Á N Í N A Ú N O S N O ST ,

P O U Ž I T E L N O ST A Ž I V OT N O ST B E TO N OV ÝC H P RV K Ů A KO N ST R U KC Í

P RO F I LY

N OV É

VLIV

A VÝZKUM

Redakční rada: Doc. Ing. Vladimír Benko, PhD., Luděk Bogdan, Doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc., Ing. Jan Gemrich, Doc. Ing. Petr Hájek, CSc. (předseda), Doc. Ing. Leonard Hobst, CSc. (místopředseda), Ing. Jan Hutečka, Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., Ing. arch. Patrik Kotas, Ing. Jan Kupeček, Ing. Petr Laube, Ing. Pavel Lebr, Ing. Milada Mazurová, Ing. Martin Moravčík, Ph.D., Ing. Hana Némethová, Ing. Milena Paříková, Petr Škoda, Ing. Ervin Severa, Ing.Vlastimil Šrůma, CSc., Prof. Ing. RNDr. Petr Štěpánek, CSc., Ing. Michal Števula, PhD, Ing. Vladimír Veselý, Prof. Ing. Jan L. Vítek

1/2005

/64 1

ÚVOD EDITORIAL

VÁŽENÉ

ČTENÁŘKY A VÁŽENÍ ČTENÁŘI,

otvíráte první číslo nového ročníku časopisu. Očekáváte, že v něm opět najdete to, co jste měli rádi, co Vás zajímalo. Budeme hledět, abyste si našli ty „své“ stránky v každém čísle. Vám všem, kteří jste nám formou odpovědí na otázky dotazníku vloženého do posledního čísla loňského ročníku dali najevo, co Vás zajímá, velmi děkuji. Došlé dotazníky jsme si pozorně přečetli. Z přehledu odpovědí teď můžeme shrnout, že Váš zájem odráží pestrou čtenářkou skupinu. Odpovídá to zadání, které redakce dostala v počátcích časopisu od představitelů zakladatelských svazů časopisu. Časopis je informačním mediem pro celé betonové stavitelství, které je prezentováno profesními skupinami tvořenými výrobci cementu, výrobci betonu, realizačními stavebními firmami a projektanty-statiky. Nesmíme opomenout čtenáře ze škol jak vysokých, tak odborných středních, kteří se věnují přípravě nových odborníků ale také ve velké míře výzkumu a vývoji, čtenáře ze státní správy, místních samospráv ad. V loňském roce o časopis projevily zájem i architektonické ateliéry. Pro Vás všechny vybíráme a připravujeme ve spolupráci s autory články tak, abyste si mohli utvořit ucelený přehled o vývoji betonového stavitelství. Aby si statik, či architekt mohl udělat představu o možnostech technologie a výroby betonu, o postupujícím vývoji materiálu, jeho složek, nových příměsí a přísad a jeho zpracování a mohl jich ve svém návrhu využít pro spokojenost stavebníka či investora. Naopak výrobci cementu a betonu se prostřednictvím ukázek zdařilých realizací dozvídají o představách a požadavcích architektů a projektantů a mohou jim přizpůsobit svůj další výzkum, jehož výsledky se pak projeví v produkci kvalitnějšího materiálu. Šíře záběru časopisu nám neumožňuje jít vždy do hloubky prezentovaného problému, což nám občas vytýkáte. Naším úkolem je na dané jevy spíše upozornit a vyzdvihnout jejich důležitost z pohledu celku. Čtenář, který má zájem o podrobnosti, je může získat přímo u autora článku (kontakty za články), nebo z uvedené literatury. Pestrá čtenářská skupina se dle projevených zájmů o různé rubriky dělí do tří skupin: novátoři, střední proud a konzervativci. To podle toho jak žádáte o více ukázek zdařilých zahraničních realizací, o větší podíl informací ze zahraničního odborného tisku, o výsledky vývoje a výzkumu. To vše budeme opět pro Vás vyhledávat a do časopisu zařazovat. Zklamu však ty, kdož očekávají návody a předlohy. To do časopisu nepatří. Najdete je ve skriptech, učebnicích a seznámit se s nimi můžete na seminářích pořádaných odbornými svazy. I nadále budou mít své místo na stránkách rubriky Profily prezentace firem a společností – členů zakladatelských svazů časopisu. Časopis v současné podobě by bez finanční podpory odborných svazů nemohl existovat. Předplatitelé by museli sáhnout hlouběji do kapsy při úhradě předplatného a prostor věnovaný odborným článkům bychom bez jejich podpory museli v mnohem větší míře poskytnout placené komerční prezentaci. Pravidelných čtenářů časopisu stále přibývá. Téměř každý týden dostáváme do redakce přihlášku k předplatnému časopisu a jen zřídka se některý čtenář rozhodne své předplatné ukončit. Počet 2

odhlášených je v porovnání s novými zájemci o předplatné zanedbatelný. Na podzim loňského roku jsme nabídli časopis v širší míře slovenským čtenářům a jejich odezva nás potěšila. Na Slovensku je o časopis značný zájem, který, doufáme, se bude v budoucnu dále rozšiřovat. Betonové stavitelství se v posledních letech velmi rychle rozvíjí. Kdo by si před deseti lety představoval, to množství novinek, které se v krátkém čase objevilo v oblasti pro laickou veřejnost často nezajímavé a v našich krajích ještě častěji odsuzované. A hle, ze zahraničí k nám přicházejí nové a nové pojmy a hledáme jejich vhodné české ekvivalenty. Kolik nových typů betonů teď můžeme dle specifických požadavků navržené konstrukce použít. Beton už přestal být výhradně konstrukčním materiálem, ale získal právo spoluvytvářet svým vzhledem vnitřní i vnější prostředí. To vše se odehrává právě v době, kdy jsme se postupně po letech izolace opět stali součástí Evropy. Jsme teď skutečnými partnery evropských států, v nichž je betonové stavitelství tradičně na vysoké úrovni, Francie a Itálie. Tam, říkáme si, se jim to staví, tam mají teplo, neřeší tepelné mosty, to se jim to navrhuje. Krásné betonové stavby byly postaveny i v, pro nás naopak studeném, Finsku nebo v posledních letech v Rakousku a Švýcarsku, v zemích, které mají s námi srovnatelné nebo spíše drsnější horské klima. Lze tedy navrhnou betonové občanské stavby, ale i bytové a rodinné domy tak, aby v nich bylo jejich uživatelům příjemně. Vyžaduje to hledání, zkoušení, zkoumání, přepočítávání, ověřování a posuzování. Nelze se tomu vyhnout, zákazníci budou od architektů požadovat to, co viděli za našimi hranicemi. Když to nedostanou od našich dodavatelů, obrátí se do Evropy. Chtějte vědět, co je nového v betonovém stavitelství. Časopis Vám bude ve svých letošních číslech opět nabízet informace k jednotlivým tématům, která vybrala redakční rada (jejich přehled je uveden na posledních stránkách 6. čísla v roce 2004). Číslo, které právě otevíráte, je zaměřené na betonovou prefabrikaci. Ing. Šašek, zástupce ČR v komisi fib pro prefabrikaci, ve vstupním článku shrnuje současný stav tohoto oboru a jeho další směřování. Do dalších rubrik jsme zařadili řadu ukázek konstrukcí, kde ke zdařilé realizaci významně přispělo použití prefabrikované technologie. Seriál věnovaný zavádění nových evropských norem do naší praxe Vám nabízíme v nové formě přílohy upravené tak, aby ji bylo možno z časopisu snadno vyjmout a archivovat jednotlivá pokračování společně. Hned v následujícím dubnovém čísle se budeme věnovat úpravám povrchů betonových konstrukcí. Je to téma u nás neprávem opomíjené, avšak v zahraničí velmi rozvinuté a neobyčejně atraktivní. Další tři čísla budou postupně zaměřena na tradiční témata, sanace, mosty a pozemní stavby. Poslední číslo přinese novinky a informace spojené s výstavbou betonových vozovek a letišť. Do již rozběhnutého roku Vám přeji zakázky zajímavé odborně i finančně, v množství přiměřeném, aby Vám zbyl čas i na odpočinek třeba ve formě čtení časopisu. Redakci a sobě přeji šťastnou ruku při hledání erudovaných autorů ochotných se na stránkách časopisu podělit se čtenáři o výsledky své práce a o své těžce získané zkušenosti. Zdravím Vás


Jana Margoldová

1/2005

TÉMA TOPIC

VÝVOJ

PREFABRIKOVANÝCH KONSTRUKCÍ Z POHLEDU KOMISE FIB PRO PREFABRIKACI DEVELOPMENT OF PREFABRICATED STRUCTURES FROM THE POINT OF VIEW OF THE FIB COMMISSION ON PREFABRICATION L A D I S L AV Š A Š E K V článku jsou uvedeny hlavní vývojové trendy v prefabrikaci v oblasti produktů, materiálů, konstrukčních systémů a výrobních technologií. Jako příklad jsou zmíněna některá nekonvenční uplatnění prefabrikace. Zmíněny jsou sledované oblasti zájmu a program fib komise č. 6 pro prefabrikaci. Zdůrazněna je nezbytnost odlišného přístupu k návrhu prefabrikovaných konstrukcí, která vede k optimálním projektům. This paper outlines the main developmental trends in the prefabrication of products, materials, structural systems, and production technologies. As an example, some unconventional applications of prefabrication are presented. Further, the article shows the spheres of interest, as well as the programme of fib Commission 6 on Prefabrication. The paper also emphasizes the importance of a different approach to the design of prefabricated structures, yielding optimal projects. Cílem příspěvku je ukázat hlavní trendy vývoje prefabrikovaných konstrukcí v zahraničí. Prefabrikace je ve srovnání s výstavbou pozemních a inženýrských konstrukcí z monolitického betonu novou konstrukční technologií. Skutečný průlom nastal v 50. letech minulého století, kdy byla hlavním úkolem potřeba rekonstrukce bytového fondu po II. světové válce. V tomto období byla prefabrikace považována jako krok kupředu v industrializaci stavebnictví. V poslední době zaznamenáváme určitý ústup prefabrikace na úkor monolitického betonu díky novým technologiím skruží a bednění. Prefabrikace však stále přináší mnoho pozitiv. Nový vývoj a technologie prefabrikovaných konstrukcí vyžadují podporu dalšího rozsáhlého výzkumu, aby dokázaly svoji konstrukční a ekonomickou platnost. Práci v oblasti výzkumu přebírají zejména výrobci prefabrikátů a jen v několika málo zemích se na ní podílejí také výzkumné ústavy a technické univerzity. Dalším důvodem pro návaznost výzkumu jsou probíhající změny ve společnosti. Řešení, která byla používána pro bytovou výstavbu po válce, se nedají akceptovat. Současný vývoj ve stavebnictví, a tedy i v prefabrikaci, je ve velkém měřítku inspirován sociálními a ekonomickými trendy poznamenávajícími naší společnost: • probíhá intenzivní soutěž mezi různými konstrukčními materiály a systémy; např. beton oproti oceli, nebo prefabrikát oproti monolitu nebo oceli • roste ekologické povědomí • zvyšují se požadavky na kvalitu, pracovní podmínky a celkový komfort. Klíčová slova řídící vývoj konstrukcí jako celku, a tedy i prefabrikace, jsou výkonnost, trvanlivost a ohled na životní prostředí. Prolínání, platnost a vývoj technických znalostí není změnou týkající se pouze prefabrikace samotné. Mezinárodní organizace, jakou je fib, usiluje prostřednictvím svých komisí o zajištění dalBETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

šího vývoje. Prefabrikace byla vždy v popředí vývoje s ohledem na modernizaci pracovních podmínek, pokrokové výrobní technologie, rychlost výstavby a vztah k životnímu prostředí. S P E C I F I C K Á F I LO S O F I E N ÁV R H U Když se celkově podíváme na literaturu o prefabrikaci, zjišťujeme, že největší počet publikací se zabývá specifickými oblastmi jako jsou typy a přehled prefabrikovaných dílců, jednotlivé projektové příklady styků nebo některé výpočetní metody. Jen překvapivě málo je zaměřeno na to, jak pomoci architektovi a inženýrovi plně pochopit prefabrikovanou konstrukci a její specifickou filosofii návrhu. Prefabrikovaný beton vyžaduje oproti monolitu rozdílné konstrukční zásady. Na počátku existují dva problémy pro danou situaci. Za prvé je to nedostatek znalostí o prefabrikaci. Mnoho architektů a inženýrů se rozpakuje použít prefabrikaci z jednoduchého důvodu, protože nevědí, jak se jí správně chopit. Za druhé je to chybný názor, že prefabrikovaný beton je pouze variantní technikou monolitu a prefabrikát je jen doplňující částí konstrukce, takže počáteční monolitická koncepce je prakticky dodržena v maximální míře. Tento názor je falešný a vede k méně optimálním projektům, než když jsou uvažovány specifické požadavky prefabrikace. Komise již publikovala průvodce projekční filosofií budov z prefabrikovaného betonu. Potřeba dalších takových publikací je nutná například v oblasti inženýrských konstrukcí. V Ý V O J N O V Ý C H M AT E R I Á L Ů Poměrně dlouhou dobu se beton zdál jednoduchým materiálem, u kterého nebyl očekáván žádný další vývoj. Ve skutečnosti jsou v posledních letech postupně vyvíjeny vysokohodnotné betony, samozhutňující betony, různé druhy betonů vyztužených vlákny, nové typy superplastifikátorů a nové techniky míchání betonů. Nový vývoj betonu je mnohem zajímavější v oblasti prefabrikace než pro ostatní způsoby výstavby, protože vysoké nároky na materiál lze snadněji splnit v podmínkách tovární výroby. Uplatněním těchto materiálů může prefabrikace získat vlastní přímé technické a ekonomické výhody. Vysokohodnotný beton (VHB) Beton pevnosti více než 80 MPa je v některých zemích běžně používán při výrobě prefabrikátů. Hlavní uplatnění je u silně zatížených sloupů, kde se výrazně zmenší průřezová plocha. Další uplatnění je u mostních a střešních nosníků velkých rozpětí, výrobků s náročnými požadavky na trvanlivost atd. Drátkobeton Tento druh betonu získává stále větší důležitost. Je prokázáno, že ocelová vlákna jsou schopna nahradit konvenční třmínky, zejména u předpjatých konstrukcí. To otvírá nové perspektivy pro automatický výrobní proces u mnoha prefabrikovaných výrobků. 1/2005

3

TÉMA TOPIC

Některé aplikace jsou již běžné, ale některé jsou pouze ve fázi experimentů. Naléhavá je potřeba nových předpisů pro návrh, výrobu a zajištění kvality tohoto typu prvků. Samozhutnitelný beton Použitím tohoto druhu betonu je snižována hladina hluku ve výrobnách, zlevňovány náklady na bednění a je také usnadňována betonáž silně vyztužených konstrukcí. Také u výrobků ze samozhutnitelných betonů je zapotřebí nových předpisů pro návrh a výrobu. Hlavní přednosti při aplikaci těchto materiálů jsou snadná betonáž, hutnění bez rozmíšení betonu, vyšší pevnost, rychlejší náběh pevnosti, větší hutnost, lepší objemová stabilita, delší životnost a odolnost. VÝVOJ

Z AV E D E N Ý C H P R O D U K T Ů

Dutinové panely Jedna z nejefektivnějších stropních konstrukcí je konstrukce z dutinových panelů. Vzhledem k velkému zájmu o tento výrobek a vytvoření nových trhů a aplikací byla již vypracována řada výzkumných prací a další současně probíhají. Komise si dala za úkol informovat projektanty o vývoji dutinových panelů a vypracovat a publikovat předpisy, doporučení a příklady použití, plynoucí z výzkumu těchto konstrukcí.

V Ý V O J V Ý K O N N Ý C H V Ý R O B N Í C H T E C H N O LO G I Í Očekávané změny a vývoj bude záviset zejména na vztahu k životnímu prostředí, pracovním podmínkám, kratší pracovní době apod. Automatizace výroby bude dominantní změnou ve výrobě prefabrikátů v dalších dekádách. Máme dobré příklady automatizace výroby betonových potrubí a menších výrobků, vyráběných ve velkých sériích, jako jsou dlaždice, stožáry, pražce apod. Začíná se s automatickou výrobou dutinových panelů. Výhodná je výroba předpjatých prvků na dlouhých drahách, kde je ve srovnání s železobetonem vykazována větší kapacita a nižší pracnost. PROGRAM

KOMISE Č.

6 –

PR E FAB R I K AC E

V POSLEDNÍCH LETECH

VÝ VOJ R AC IONÁLN ÍC H KONSTR U KČ N ÍC H SYSTÉ M Ů Kromě klasických požadavků na kvalitu, trvanlivost a nízké náklady bude stavební průmysl konfrontován v blízké budoucnosti

Oblasti zájmů komise jsou zejména v podpoře vedení a koordinace výzkumu a vývoje prefabrikovaného betonu na univerzitách v různých zemích, vytváření praktických průvodců pro návrh a výrobu, doporučení pro praxi, vytváření koncepce pro tvorbu norem. Program komise je rozdělen do několika aktivních pracovních skupin, které se zabývají tématy: • předpjaté prefabrikované dutinové stropy • styky prefabrikovaných konstrukcí • hybridní konstrukce • vliv prefabrikace na životní prostředí • levné bydlení • prefabrikované mosty

Obr. 1 Administrativní budova ve Finsku je kombinací prefabrikátů, monolitu a oceli Fig. 1 Administrative building in Finland is a combination of prefab units, a monolith and steel

Obr. 2 Lepené dřevěné nosníky a sloupy nesou prefabrikovanou stropní desku Fig. 2 Glued timber beams and columns carry a prefabricated ceiling slab

Střešní prvky z lehkého betonu Negativní vlastností betonu je jeho velká vlastní hmotnost. Poslední vývoj štíhlých střešních nosníků velkých rozpětí vede k redukci jejich vlastní hmotnosti použitím lehkého betonu a optimalizací jejich průřezů. Tyto jsou navrhovány s tenkými stěnami vyztuženými vlákny a vylehčenými otvory.

4

s novými požadavky na výkonnost, pružnost použití, přizpůsobivost, demontovatelnost, recyklovatelnost atd. Soutěž mezi různými konstrukčními materiály a systémy je hodnocena podle kvality provedení a ceny. Úspěšně bude konkurovat systém, který efektivně využije daný prostor, nabídne otevřené dispozice bez omezení pro různý druh využití nebo umožní výměnu kterékoliv části konstrukce po vypršení doby její životnosti a případně usnadní její demolici.


1/2005

TÉMA TOPIC Předpjaté prefabrikované dutinové stropy Tato pracovní skupina je aktivní již řadu let. V roce 2002 vydala již třetí publikaci praktických doporučení a další publikace se připravuje. Skupina se v současné době zabývá kroucením panelů, návrhem velkých otvorů, přenosem vodorovných a nestatických zatížení. Styky prefabrikovaných konstrukcí Styky patří k nejdůležitějším článkům prefabrikace. Jejich správný návrh je předpokladem úspěchu prefabrikace. Styky musí vyhovět různorodosti návrhů a použití a současně musí splňovat ostatní kritéria související s výrobou, manipulací, skladováním a montáží. V literatuře sice existují dobré příklady styků, ale jsou často nepoužitelné pro konkrétní případy. Aby se vyplnila tato mezera, pracovní skupina připravuje praktického průvodce pro návrh styků. Dokument se bude zabývat hlavně principy pro návrh styků a základním mechanizmem přenosu sil v konstrukci. Hybridní (smíšené) konstrukce Použití prefabrikovaných konstrukcí v kombinaci s jinými stavebními prvky jako je monolitický beton, zdivo, ocel a dřevo, rozšiřuje možnost jejich uplatnění. Hybridní prefabrikovaná konstrukce je termín, který popisuje kombinaci prefabrikátu s jedním nebo více nebetonovými stavebními elementy v jedné konstrukci. Tyto konstrukce nelze zaměňovat se spřaženými konstrukcemi, které využívají výhodu kombinace různých materiálů v jednom průřezu, vyplývající z jejich typických fyzikálních vlastností (např. spřažené ocelobetonové nosníky). Kombinace prefabrikátu s jinými materiály (obr. 1 a 2) přináší mnoho výhod oproti použití pouze jednoho materiálu. Hybridní nebo chcete-li smíšené konstrukce mohou být důležitým prvkem pro splnění architektonických požadavků a zrychlení postupu výstavby. Tím současně umožňují snížení stavebních nákladů. Užití těchto smíšených konstrukcí je zejména ve víceposchoďových budovách, garážích, průmyslových budovách, rodinných domech apod. Oproti monolitické konstrukci vyžadují hybridní konstrukce méně skruže, bednění, mokrého procesu, méně práce na stavbě a méně zdržení vlivem špatného počasí. Celková úspora času je cca 20 %. V porovnání s ocelovou konstrukcí vyžadují hybridní konstrukce méně prvků, méně protipožární ochrany, méně mokrého procesu a práce na stavbě. Nedochází tolik ke zdržení vlivem špatného počasí a celková úspora představuje 10 až 15 % času.

Obr. 3 Vliv pevnosti betonu na počet nosníků Fig. 3 The effect of strength of concrete on the number of the beams

Levné bydlení Dalším problémem, kterým se zabývá komise pro prefabrikaci, je nalézt levný typ a způsob výroby obydlí pro chudé a přelidněné oblasti světa. Zajistit slušnou životní úroveň bydlení v těchto oblastech bude stále důležitější a fib má velký zájem se této problematice věnovat. Prefabrikované mosty Nedávno byla dokončena studie, která zmapovala současný stav a vývojové tendence prefabrikovaných mostů. Jedná se zejména o typologii prefabrikátů pro mosty (podélné nosníky, segmenty, úložné prahy, pilíře), způsoby uložení (prosté a spojité konstrukce mostů), výrobu, dopravu a montáž. Práce skupiny probíhá v několika stupních. V prvním stupni to byla studie, která zmapovala typy prefabrikovaných mostních konstrukcí a zhodnotila jejich výhody a nevýhody na základě zkušeností z historie a současnosti. Druhý stupeň této práce bude vytvoření „Praktického průvodce pro návrh a praxi“. Ve třetím stupni budou nové poznatky shrnuty v „Technických doporučeních pro návrh a výrobu“, které budou sloužit jako základ koncepce pro tvorbu norem. Velmi důležitou disciplínou návrhu prefabrikovaných mostů je jejich estetické ztvárnění, které bývá často předmětem kritiky. Na příkladech se dá ukázat, že je možné se s tímto aspektem úspěšně vypořádat. Jsou navrhovány speciálně tvarované krajní nosníky, půdorysně zakřivené nosníky a nebo nosníky s proměnnou výškou v příčném řezu. Za zmínku stojí také některé nové trendy ve vývoji betonových konstrukcí, které je zvláště vhodné využít pro prefabrikova-

Vliv prefabrikace na životní prostředí Otázky vlivu životního prostředí na výstavbu budou stále důležitější. Z tohoto důvodu byla vytvořena nová komise fib, která se obecně zabývá problematikou vlivu betonových konstrukcí na životní prostředí. Všechny nové a současně probíhající práce v této problematice budou koordinovány touto komisí. Komise pro prefabrikaci podporuje práci v nové skupině a někteří její členové se na ní také aktivně podílí. Hlavními směry, které je nutno zdůraznit, jsou způsoby recyklování betonu v prefách, scénáře a příklady životního cyklu prefabrikovaných výrobků; systémy, využívající akumulaci tepla v prefabrikovaných stropech pro snížení nákladů na vytápění a chlazení; možnosti demontáže a opakovaného použití betonových elementů. BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2005

5

TÉMA TOPIC

Obr. 4 Prosecká estakáda Fig. 4 Prosek‘s elevated road

né mosty. Jedná se o mosty z vysokohodnotného betonu a integrované mosty. O výhodách vysokohodnotného betonu (VHB) jsem se zmínil výše. U prefabrikovaných mostů z nosníků umožní použití VHB úsporu jejich počtu (obr. 3), zvětšení rozpětí polí (50 až 60 m) nebo snížení konstrukční výšky. Protože jsme ve skutečnosti také omezeni možnostmi montážních a dopravních prostředků, lze na základě optimalizovaného návrhu uvažovat pro nosníky délky maximálně 37 m. Praktický rozsah pevností betonu je 70 až 90 MPa. Neméně podstatné jsou také dlouhodobé úspory nákladů, vyplývající ze snížené údržby a delší životnosti konstrukce. Na konkrétním případě nosné konstrukce mostu můžeme porovnat návrh devíti nosníků z normálního betonu pevnosti 42 MPa a návrh čtyř nosníků z vysokohodnotného betonu pevnosti 70 MPa. Příkladem konstrukce, která využívá všech podstatných výhod kombinace prefabrikace a monolitu byla rekonstrukce významné pražské estakády mezi Prosekem a Vysočany (obr. 4). Poškozenou nosnou konstrukci z nosníků KA – 61, stativa i pilíře bylo nutno v rámci rekonstrukce mostu nahradit novými konstrukcemi s požadovanou zatížitelností. Návrh lehké prefabriko-

PRODEJ

JEDNOTLIVÝCH ČÍSEL ČASOPISU Dovolujeme si upozornit čtenáře, kteří mají zájem o jednotlivá čísla časopisu, tzn. že nechtějí využívat pohodlí předplatného, kdy jim pošta doručí každé číslo časopisu až do schránky, na možnost nákupu časopisu v několika prodejnách odborné literatury a v redakci časopisu: Knihkupectví Fraktály Betlémské náměstí 169/5a 110 00 Praha 1 otevřeno: celý týden včetně soboty a neděle od 10 do 20 hodin www.fraktaly.cz 6

vané vrchní stavby umožnil využití původního založení mostu, navrženého na menší zatížení. Nový konstrukční systém byl v celé délce mostu navržen spojitý, dilatační spáry jsou pouze na koncích mostu. Nová půdorysně zakřivená konstrukce o třinácti polích má celkovou délku 253 m. V příčném řezu je nosná konstrukce tvořena šesti dodatečně předpjatými prefabrikovanými nosníky T93, které jsou nad podporami zmonolitněny příčníky s průběžnou výztuží desky. Nosná konstrukce je uložena na těchto příčnících na dvojici hrncových ložisek. Tento konstrukční systém podstatně omezuje nároky na údržbu mostu, protože redukuje počet dilatačních spár i počet nutných ložisek na minimum. Oproti monolitu se použitím prefabrikovaných nosníků omezí množství skruže a bednění a zrychlí se postup výstavby mostu. Mnoho zajímavých příkladů použití prefabrikátů v mostním stavitelstvím přináší studie vydaná komisí pro prefabrikaci v květnu 2004. Z ÁV Ě R Pohled na prefabrikaci v různých zemích světa je odlišný, ale v zásadě se mnoho neliší od našeho. Zdá se, že u nás se v posledních letech až příliž ustoupilo od této technologie, která byla a je na dobré úrovni. Vzhledem k současným možnostem dopravy je zřejmé, že prefabrikace je v mnoha případech ekonomickým řešením. Při stále větším důrazu na estetiku konstrukcí poskytuje použití prefabrikátů větší variabilitu, přesnost tvaru a lepší kvalitu povrchů. Co se týče srovnání úrovně prefabrikace s vyspělými státy světa, lze konstatovat, že Česká republika je na velmi dobré úrovni a nemusí se stydět. Ing. Ladislav Šašek, CSc. zástupce ČR v komisi fib pro prefabrikaci Mott MacDonald Praha, spol. s r. o. Národní 15, 110 00 Praha 1 tel.: 221 412 822, fax: 221 412 810 e-mail: [email protected], www.mottmac.cz

Prodejna Akademického nakladatelství CERM Veveří 95 (Stavební fakulta), 662 37 Brno otevřeno: v pondělí a ve středu od 8 do 17 hod., v úterý a ve čtvrtek od 8 do 15 hodin a v pátek od 8 do 13 hodin Prodejna technické literatury v Praze-Dejvicích, bohužel, ukončila prodej časopisu v roce 2004. Při nákupu časopisu v redakci doporučujeme předem telefonickou domluvu termínu. Jednotlivá čísla časopisu je možno si vypůjčit v Národní knihovně ČR, Státní technické knihovně a Městské knihovně hl. m. Prahy, Moravské zemské knihovně v Brně, v krajských knihovnách v Karlových Varech, v Havlíčkově Brodu, v Pardubicích, ve Zlíně, ve vědeckých knihovnách v Českých Budějovicích, v Kladně, v Plzni, v Ústí nad Labem, v Liberci, v Hradci Králové, v Ostravě a v Olomouci a ve fakultních knihovnách v Praze, Brně a Ostravě.


1/2005

PROFILY PROFILES

PREFA BRNO, A. S. • montované skelety a stěnové systémy • prostorové prefabrikáty

Akciová společnost Prefa Brno byla založena v květnu roku 1992, počátek existence však sahá do roku 1951. Předchůdcem společnosti byla část podniku Prefa Brno, n. p. (jistou dobu působil pod názvem Jihomoravská Prefa), jejíž činnost byla zaměřena na výrobu širokého sortimentu betonových a železobetonových stavebních dílců. Prefa Brno, a. s., patří v současné době k nejvýznamnějším výrobcům a dodavatelům betonových stavebních dílců v rámci České republiky s širokým uplatněním ve většině stavebních oborů. Výrobní program společnosti je rozdělen do čtyř hlavních produktových skupin, které jsou užívány při výstavbě podzemních i pozemních staveb, budov, komunikací, staveb ekologického charakteru, zahradní architektury a celé řady dalších projektů, při jejichž výstavbě jsou požadovány a využívány vlastnosti betonu a speciálních kompozitních materiálů. KANALIZ AC E Skupina kanalizace je tvořena kompletním systémem betonových a železobetonových trub s výstelkou, šachet a nádrží.

KOMPOZITY Skupina je zaměřená na výrobky z kompozitů – jsou složeny ze dvou převládajících fyzikálních látek o složení „pojivo/výztuha“ = „pryskyřice/ vlákna“, kde pojivem je převážně isoftalická polyesterová (někde vinylesterová nebo Krajský úřad Jihlava

Hotový vazník – expedice z výrobního závodu Prefa Brno, závod Kuřim

P O Z E M N Í S TAV BY Skupina je zaměřená na výrobky určené pro výstavbu průmyslových staveb • výrobky pro stropní konstrukce

epoxidová) pryskyřice, vláknovou výztuhu tvoří skelná, uhlíková, popř. čedičová vlákna. Kromě výše uvedených produktových skupin nabízí akciová společnost Prefa Brno tyto další výrobky a služby: • transportbeton • prodej stavebnin • strojní výrobu Ve všech produktových skupinách nabízí Prefa Brno zákazníkům komplexní řešení od poradenství přes projekční podporu, dodávku výrobků, jejich dopravu i montáž. Podrobnější informace, ceníky, reference a přehled dalších služeb akciové společnosti Prefa Brno naleznete na internetové adrese www.prefa.cz popřípadě nás kontaktujte na telefonním čísle infolinky 549 255 097.

Pohltivá protihluková stěna Rajhradice

Tesco Prostějov – výstavba

K O M U N I K A C E A D R O B N É S T A V E B N Í M AT E R I Á LY Skupina sestává z drobných betonových a železobetonových výrobků: • dlažby, obrubníky a další výrobky pro dlážděné plochy a venkovní architekturu • nepálené zdící materiály • překlady a stropní desky


1/2005

7

PROFILY PROFILES

DYWIDAG PREFA LYSÁ

NAD

LABEM, A. S.

DYWIDAG PREFA, a. s., je firma s tradicí výroby stropních předpjatých dutinových panelů od roku 1972. Za tu dobu si získaly obchodní názvy těchto prvků SPIROLL a později i PARTEK důvěru mnoha drobných, ale i velkých investorů a stavebních firem. Vysoká kvalita výroby, velká únosnost těchto prvků při nízké hmotnosti a velmi příznivá cena vedly k tomu, že se stropy SPIROLL a PARTEK mnohem více prosazovaly v náročné konkurenci stavebního trhu. Od roku 1989 se výroba těchto prvků zdvojnásobila, což je dáno tím, že tyto stropy jsou svou univerzálností vhodné pro bytovou, průmyslovou, ale i komerční výstavbu. Mezi mnoha příklady užití je na místě uvést významnou referenci těchto stropů na právě probíhající výstavbě nového terminálu letiště Praha (45 000 m2). Novým impulsem pro rozvoj technologií u DYWIDAG PREFA se v roce 2002 stala fúze firmy s největším výrobcem prefabrikovaných betonových prvků v Evropě – koncernem CONSOLIS, který má 5000 zaměstnanců a vlastní padesát tři prefa-výroben v jedenácti zemích Evropy. Výsledem spojení je v roce 2004 dokončená výstavba nových výrobních kapacit a technologie (dvojnásobná produkce od září 2004) pro SPIROLL a PARTEK a pro předpjaté prvky obecně. DYWIDAG PREFA tímto potvrzuje pozici největšího výrobce těchto prvků v ČR. P R E F A B R I K O V A N É K O M E R Č N Í H A LY B A S H A L E N Dalším novým systémovým produktem je u DYWIDAG PREFA systém převzatý od mateřské firmy CONSOLIS. Je to BASHALLEN SYSTEM, systém pro výstavbu výrobních, skladovacích, sportovních, ale i obchodních hal, dodávaných investorovi prostřednictvím DYWIDAG PREFA od návrhu, přes výrobu až po montáž. 8


1/2005

PROFILES PROFILES

Popis systému BASHALLEN SYSTEM je založen na dvou základních modulových prvcích: • sedlový TT-střešní prvek z předpjatého betonu • vnější nosná sendvičová stěna z pohledového betonu Toto řešení nabízí velké vnitřní rozpony – s volným příčným rozpětím až do 32 m s variabilní délkou v modulech po 2,4 m. Vnitřní výška hal může být navrhována proměnlivá až do 8 m. V hale mohou být dále vytvořeny, dle potřeby, mezilehlé stropy (PARTEK), a to pouze nad částí a nebo celou plochou haly. Zaoblená nároží, atiky haly a dále celá paleta možných fasádních povrchů doplněná barevným řešením dává takto navržené hale velmi prestižní vzhled. Výborné tepelně-izolační vlastnosti vytvořené vhodně použitou kombinací betonu a tepelné izolace zajišťují stabilní vnitřní klima s velmi nízkými nároky na vytápění. TT-střešní prvek Sedlový TT-střešní prvek z předpjatého betonu byl vyvinut právě pro BASHALLEN SYSTEM. Je to racionální a zároveň estetické řešení pro průmyslové a komerční objekty. Střešní prvek je charakterizován velmi nízkou hmotností při velkém rozponu s dostatečnou únosností i pro tak nepříznivé klima z hlediska zatížení sněhem, jako panuje v zemích Skandinávie, odkud toto řešeDetaily a spojování BASHALLEN SYSTEM zahrnuje úplnou řadu standardních řešení pro různé typy spojů, detailů a vložených prvků v použitých modulových panelech. Síť žeber střešních prvků je nesena ve vybráních vnějších nosných sendvičových stěn. Všechna spojení mezi sousedními sendvičovými stěnami a střešními prvky jsou provedena svařováním ocelových desek, zakotvených v jednotlivých prvcích. Ing. Antonín Jančařík Dywidag Prefa Lysá nad Labem, a. s. Jedličkova 1190/1, 289 22 Lysá nad Labem e-mail: [email protected] www.dywidag-prefa.cz

ní pochází. Prvky jsou široké 2,4 m se spádem 1/40. Podhled prvků je v žebrech viditelně vylehčen, což velmi výrazně omezuje vlastní hmotnost prvku, přičemž požární odolnost je na vysoké úrovni – 60 minut. Vnější nosné sendvičové stěny Vnější nosné sendvičové stěny BASHALLEN SYSTEM jsou koncipovány jako nosné prvky se skrytými sloupy. Toto řešení nijak neomezuje uživatele interiéru žádnými do prostoru vyčnívajícími sloupy, výsledkem je rovný vnitřní povrch s možností umístění interiérového vybavení přímo na stěny. Výborné tepelně-izolační vlastnosti jsou dány tloušťkou izolace 150 mm. Standardní šířka stěn je 2,4 m při celkové tloušťce 300 mm. Do stěn je možné, bez výrazného architektonického omezení, vkládat otvory pro okna, dveře a vrata. Stejně tak neexistuje téměř žádné omezení ve výběru povrchu či barvy fasádní strany těchto panelů. BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2005

9

PREFABRIKACE

V

ČESKÉ

REPUBLICE

fotografie: z archívu členů AVBP

Parkovací dům v Langenfeldu, SRN, stropní panely jsou odolné vůči soli a mrazu, Goldbeck Prefabeton, s. r. o., Dolní Bučice / Parking house in Langenfeld, Germany, ceiling panels are resistant to salt and frost; Goldbeck Prefabeton, Ltd, Dolní Bučice

Pankrác House, Skanska Prefa, a. s. Pankrác House, Skanska Prefa, JSC. Kompletní montované garáže ve Vyškově, Prefa Žatec, s. r. o. / Complete assembled garages in Vyškov, Prefa Žatec, Ltd

Hotel Babylon v Liberci, Prefa-Beton Cheb, spol. s r. o. Babylon Hotel in Liberec, Prefa-Beton Cheb, Ltd

Protihlukové stěny na D5 – Šlovice, SMP Construction, a. s. / Soundabsorbing walls on D5 motorway – Šlovice, SMP Construction, JSC

Výstavba kolektorů inženýrských sítí na letišti Praha-Ruzyně, MABA Prefa, spol. s r. o. / Building development of engineering networks’ collectors in airport Prague – Ruzyně, MABA Prefa, Ltd

Věž rozhodčích na hipodromu v Mostě, Prefa Žatec, s. r. o. Tower for referees on hippodrome in Most, Prefa Žatec, Ltd

Gymnázium Matyáše Lecha v Brně, Prefa Brno, a. s. Grammar school of Matyáš Lech in Brno, Prefa Brno, JSC

Opláštění haly v Hradci Králové, Lias Vintířov, LSM, k. s. Sheathing of hall in Hradec Králové, Lias Vintířov, LSM Komentátorské buňky na Sachsenringu, SRN, Tekaz Cheb, s. r. o. Modules for commentators in Sachsenring, Germany, Tekaz Cheb, Ltd Výstavba panelových bytových domů na OS VlnařskáEvropská-Liebigova v Liberci, Interma, a. s., Panelárna Příšovice / Building development of prefab houses in Liberec, Interma, JSC, precast concrete works in Příšovice

Výstavba segmentového mostu přes Úhlavu, SMP Construction, a. s. Building development of segmental bridge over the river Úhlava, SMP Construction

STAVEBNÍ

KONSTRUKCE STRUCTURES

CENY ECSN

ZA ROK 2004 EUROPEAN AWARDS FOR EXCELLENCE IN CONCRETE Evropské sdružení betonářských společností ECSN (European Concrete Societies Network) pořádá jednou za dva roky soutěž o evropskou cenu za vynikající betonovou stavbu „European Awards for Excellence in Concrete“. Soutěž probíhá ve dvou kategoriích, inženýrské stavby a pozemní objekty, kde beton tvoří hlavní stavební materiál; jeho použití je zřetelně dominantní a inovativní. V každé kategorii je udělována pouze jedna cena, která sestává z certifikátů vynikajícího ocenění pro investora, projektanta architekta i inženýra a zhotovitele. Pro další účastníky soutěže s vynikajícími díly jsou možná čestná uznání. Nominace staveb do soutěže provádějí národní členové ECSN podle vlastního uvážení, a to ze staveb dokončených v předchozích dvou letech. Zpracování podkla-

dů se provádí dle směrnic ECSN, obsahuje formuláře přihlášky, textovou část, výkresy, resp. základní dispozice s důležitými detaily, fotodokumentaci s případnými videozáznamy, to vše v digitální podobě. Závěrečné hodnocení provádí mezinárodní porota, jmenovaná výkonnou radou ECSN, v počtu pěti členů navržených národními společnostmi. Hodnocení probíhá bodovým systémem postihujícím myšlenku i kvalitu zpracování podle šesti kritérií: • projekt • provedení • vzhledové působení a začlenění stavby do okolí • charakteristika použitého betonu • inovace betonu v technologii, konstrukci, tvaru • kvalita provedení a povrchové úpravy.

K poslednímu kritériu je nutno uvést, že pro objektivní posouzení by byla nutná prohlídka na místě. V roce 2004 bylo nominováno celkem devět inženýrských staveb, dvě z České republiky, a jedenáct pozemních objektů, z toho tři z ČR. Cenu ECSN v inženýrských stavbách získal „2nd Benelux tunnel“ pod řekou Nieuwe Maas v Rotterdamu o celkové délce 1448 m (obr. 1 až 4). Vlastní tunel délky 900 m a šířky 45,25 m byl sestaven ze šesti dílů vyráběných v suchém doku a následně připlavených na místo. Délka dílů byla 140 m, výška 8,45 m, hmotnost (výtlak) 54 000 m3. Čestné uznání obdržely dva mosty z Irska, první: „Taney“, je menší zavěšený most délky 162 m s hlavním polem 108,5 m, jenž přemosťuje městskou

Obr. 1

technologický tunel

silniční tunely

Obr. 2

Obr. 3

Obr. 4

12


1/2005

STAVEBNÍ


Obr. 5

Obr. 6

křižovatku v Dublinu pro lehké metro (obr. 5 a 6). Mostovka je betonová, hlavní pole bylo montované ze segmentů deskového tvaru. Druhý most je dálniční přes ústí řeky Broadmeadow délky 2 x 313 m o pěti polích. Ekologické důvody vyžadovaly návrh zaobleného spodního líce a též volbu technologie omezující zásah do krajiny (obr. 7 a 8). Původní segmentová byla na návrh zhotovitele změněna na postupné vysouvání v klasickém uspořádání. V kategorii pozemních objektů obdržela hlavní cenu budova Národní galerie v Dublinu (obr. 9 až 11). Jedná se o zcela výjimečnou betonovou stavbu propracovanou do všech detailů, i technologických, v betonu a dílců z betonu, INŽENÝRSKÉ

vytvářejících dokonale harmonický celek. Čestná uznání byla udělena tři; galerii Millenium v Sheffieldu, objektu určenému pro trvalé i příležitostné výstavy, za architektonické řešení v daném prostoru s hlavním koridorem a bočními arkádami. Inženýrsky zajímavé je řešení betonových dílců, sloupů a zastřešení s lehkými klenbovými dílci rozpětí 15 m a šířky 5,6 m, resp. zavěšenými mezidílci, kde hlavní tahové a spojovací tyčové prvky jsou z nerez oceli (obr. 14 až 16). Další oceněný objekt, lékařské vzdělávací centrum Royal College v Londýně, je moderně pojatá víceúčelová budova, převážně zapuštěná pod úrovní okolního terénu, využívající beton jak v monolitické, tak i prefabrikované podobě s velmi

S TAV BY :

2nd Benelux tunnel v Nizozemsku: Obr. 1 Pohled na řeku Nieuwe Maas v Rotterdamu s oběma vyústěními tunelu Obr. 2 Podélný a příčný řez tunelem Obr. 3 Plavení dílců tunelu Obr. 4 Pohled do otevřené části tunelu

Ing. Karel Dahinter, CSc. člen poroty soutěže SMP CONSTRUCTION, a. s.

Most Taney v Dublinu v Irsku: Obr. 5 Pohled na výstavbu mostu Taney nad nepřerušeným provozem křižovatky Obr. 6 Hotový most Taney v Dublinu

Dálniční most Broadmeadow v Irsku: Obr. 7 Pohled na most v nivě řeky z ptačí perspektivy Obr. 8 Výstavba mostu posuvným vysouváním Obr. 7


dobrým výsledkem nejen ekonomickým, nýbrž i vzhledovým (obr. 12 a 13). Posledním oceněným dílem je administrativní objekt Kaisan ve Stockholmu na břehu jezera, navržený dle nejlepších zásad severské architektury ve vztahu k okolí i k technickému území, kde hlavní konstrukční materiál, beton, doplňuje sklo jako fasádní pohledový prvek (obr. 17 a 18). Na závěr lze doplnit: přestože se naše projekty nedostaly na pomyslná místa na „stupních vítězů“, už sama přijatá nominace je uznáním významnosti přihlašovaného díla.

1/2005

Obr. 8

13

STAVEBNÍ


Obr. 9

Obr. 10

Obr. 11

Obr. 12a

Obr. 12b

14


Obr. 13 1/2005

STAVEBNÍ


Obr. 14a

Obr. 14b

Obr. 15

Obr. 16

BUDOVY:

The Education Centre of Royal College v Londýně

National Gallery v Dublinu v Irsku

Obr. 12 a) pohled do vnitřního atria se stropním osvětlením, b) světlík atria v zahradě Obr. 13 Vnitřní foyer se schodištěm a stropním osvětlením

Obr. 9 Pohled na hlavní vchod do National Gallery v Dublinu Obr. 10 Vstupní hala Obr. 11 Boční schodiště

Administrativní budova Kaisan ve Stokholmu ve Švédsku Obr. 17 Celkový pohled na budovu Kaisan ve Stockholmu Obr. 18 Pohled do interiéru objektu

Millenium Gallery v Sheffieldu v Anglii Obr. 14 a) b) pohledy na Millenium Gallery v Sheffieldu Obr. 15 Detail výkresu zavěšené části zastřešení Obr. 16 Pohled na zavěšenou nižší úroveň zastřešení

Obr. 17

Obr. 18 BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2005

15

STAVEBNÍ


VÍCEÚČELOVÁ

HALA V LIBERCI M U LT I P U R P O S E H A L L I N L I B E R E C

P AV E L Č Í Ž E K Konstrukce pro víceúčelovou halu střední velikosti je tradičně hybridní. Dominantní postavení pro výstavbu tribun a zázemí má montovaná prefabrikovaná betonová konstrukce, pro překryv halového prostoru konstrukce ocelová. Konstrukce je v interiéru přiznaná v souladu s architektonickým záměrem. The structure of a multipurpose medium-sized hall is traditionally hybrid. An assembled prefabricated concrete structure has a dominant function for the construction of the stands, as well as the base; the steel structure has a similar importance for covering the space of the hall. Původní stavby sportovního areálu v Liberci vznikaly v padesátých a šedesátých letech minulého století jakožto ryze jednoúčelové solitéry. Dnes by byla jejich přestavba na víceúčelová zařízení nehospodárná a v mnoha případech i technicky neschůdná. Městský stadion postrádá Obr. 2 Příčný řez halou Fig. 2 Cross-section of the hall

řadu ploch pro mnoho dalších sportovních odvětví, nemluvě o využití pro jiné účely než sportovní. Proto bylo rozhodnuto přestavět a dobudovat zásadním způsobem celý areál Městského stadionu s dominantní budovou víceúčelové haly. Hmotové a architektonické pojetí vychází z funkčního obsahu budovy. Velkoryse koncipovaný oválný prstenec obepíná tři či

Obr. 3 Původní rámová soustava dodatečně upravovaná 1 – průběžné sloupy, 2 – dělené sloupy, 3 – ocelové sloupy, 4 – dodatečně zrušené pole stropu během výstavby a náhrada dvou dělených sloupů sloupem ocelovým Fig. 3 The original frame system, later modified 1 – continuous columns, 2 – divided columns, 3 – steel columns, 4 – additionally destroyed ceiling field during construction, and replacement of two divided columns with a steel column

16

Obr. 1 Vizualizace haly v nadhledu Fig. 1 Visualization of the hall – view from the above

čtyři úrovně ochozů napojených na vnitřní halový prostor s hledištěm a centrální volnou plochou. Prstenec je ozvláštněn předstupujícími komunikačními tubusy se schodišti a výtahy. Střešní ocelová konstrukce překrývající hlediště s volnou plochou vystupuje ve tvaru oválné čočky nad půdorysem s maximálními rozměry 94,6 x 64,6 m (obr. 1). Velikost budovy vychází z víceúčelovosti a požadované kapacity pro sedm tisíc diváků v hledišti a z osmapůltisícové kapacity při využití volné plochy pro diváky. Největší délka je 107 m, šířka 89 m a výška 22 m. Jedná se o krytou víceúčelovou halu střední velikosti, která odpovídá regionálnímu významu Libereckého kraje. Tato velikost odpovídá lidskému měřítku s příjemným kontaktem diváka se sportovním kolbištěm či kulturní společenskou scénou. Tomu jsme přizpůsobili i měřítko konstrukce a jejich detailů s uplatněním jejího tvarosloví v architektuře, zejména interiéru. Navrhli jsme hybridní konstrukci s vhodným využitím betonu v monolitickém, převážně však prefabrikovaném provedení a oceli zvláště pro střešní velkorozponový překryv (obr. 2). K O N S T R U K C E A V Ý S TAV B A Budova je rozčleněna na čtyři rovnocenné dilatační části s dilatačními spárami


1/2005

STAVEBNÍ

Obr. 4 Pohled na část obnaženého rámu s tribunovými nosníky a lavicemi Fig. 4 View of a part of an uncovered frame with stand beams and benches

situovanými podél hlavních os eliptického půdorysu. Dilatační celky jsou v jednotlivých úrovních podlaží pevně propojené s tuhými krabicovými útvary vně situovaných komunikačních jader. Konstrukce pozůstává z rámových soustav s průběžnými či dělenými sloupy. Rámy mají jednak vodorovné příčle nesoucí stropní desky, jednak spádové tribunové nosníky v hledišti, na které jsou Obr. 5 Zdvojený nosník s otvorem na vedení rozvodů uložený na ocelový sloup, který nese střešní překryv haly Fig. 5 Twin beam with an opening for wiring and piping placed on a steel column carrying the roof cover of the hall

uložené lavice s průřezem písmene L (obr. 3). Souběžné rámy v delším přímém úseku mají rozteč 8,6 m a 4,3 m v kratším úseku. V obloukových segmentech jsou rámy uspořádány vějířovitě s proměnnou roztečí až do 7 m. Dělené sloupy mají čtvercový nebo kruhový průřez se stranou či průměrem 0,4 m. Sevřením příčlí vzniká tuhý rámový styčník. Průběžné sloupy s obdélníkovým průřezem 0,6 x 0,4 m a délkou 15,42 m jsou vetknuté do pilotových základů. Mají Obr. 7 Zdvojená příčle s dodatečně uloženou vrchní výztuží nad podporou. Úložná plocha dobetonávky s vyčnívající výztuží a záměrně zdrsněným povrchem Fig. 7 Twin cross-beam with additionally laid upper reinforcement above the support. The bearing area of the additionally laid concrete with protruding reinforcement and roughned surface


1/2005


Obr. 6 Stropní konstrukce v zaoblené části Fig. 6 Floor structure in the rounded part

boční konzoly určené k pružnému uložení spojitých rámových příčlí. Kombinaci zdvojených rámových příčlí a jednoduchých tribunových nosníků jsme zvolili z více důvodů. Předně širší průřez příčlí s tvarem obráceného U, dvojice deskou propojených žeber uložených na konzoly průběžných sloupů a obcházející jejich dřík, či s plným průřezem sevřeným dělenými sloupy, vede k výhodnému zkrácení rozponů stropních desek. Při křížení příčlí s tribunovým nosníkem nedochází ke kolizi. Ve spádu orientované tribunové nosníky jsou ukládány na čelní konzoly průběžných slouObr. 8 Strop s filigrány a zakruženým obvodovým nosníkem Fig. 8 Ceiling with filigranes and a coved peripheral supporting structure

17

STAVEBNÍ


Obr. 9 Montáž prefabrikované tribuny z vnitřní již zastřešené plochy stadionu Fig. 9 Assembly of a prefabricated stand from the internal, already roofed stadium area

nových panelů s tloušťkou 200 mm a jsou spřažené s 65 mm silnou betonovou membránou. Pro moduly do 7 m byly navrženy spojité železobetonové desky spřažené s filigrány v celkové tloušťce 195 mm (obr. 6). Rovněž příčle jsou spřažené s nadbetonávkou, která navazuje na monolitické vrstvy deskových stropů. Je v ní umístěna vrchní výztuž příčlí, určená na vykrytí záporných podporových ohybových momentů. Tato výztuž je volně přivázaná ke spřahopů či zhlaví sloupů dělených a procházejí otvorem mezi žebry rámových příčlí (obr. 4). U vnitřních sloupů jsou v čelech mezi žebry příčlí vytvořeny systémově otvory na vedení svislých rozvodů či svodů (obr. 5). Stropní desky pro modul 8,6 m jsou sestaveny z předem předpínaných dutiObr. 10 Tribunový nosník se zářezy na uložení lavicových dílců a jeho průnik stropní konstrukcí Fig. 10 Stand girder with cuts for the placement of bench parts and its intersection with the floor structure Obr. 11 Lavice a vstupy s úložnou stropní konstrukcí z panelů PARTEK Fig. 11 Benches and entries with a bearing floor structure built from PARTEK panels

vacím třmenům prefabrikovaných dílců příčlí. Po jejich uložení se výztuž posune na určené místo do předepsané polohy nad podporou (obr. 7). Obvodové zakružené nosníky jsou uloženy ozuby na snížené prodloužení příčlí vně za rámovým styčníkem. Kromě obvodového pláště přenášejí částečně i zatížení od spřažených filigránových stropních desek v oblasti s rozpony do 7 m (obr. 8). Povrch nadbetonovaných vrstev má konečnou pochůznou úpravu. Vstupní koridory ze zázemí do prostoru hlediště jsou vymezeny železobetonovými stěnami s několika funkcemi: vymezují komunikační prostor, ve vrchní části Obr. 12 Montáž návazných konstrukcí haly Fig. 12 Assembly of linked hall structures

18


1/2005

STAVEBNÍ

Obr. 13 Křížení čtyř nosníků nad kruhovým sloupem Fig. 13 Crossing of four girders above the steel sleeve Obr. 15 Montáž ocelové konstrukce Fig. 15 Assembly of a steel structure

tvoří zvýšený parapet a přenášejí zatížení od tribunových lavic. Nosné stěny jsou uloženy na stropní desku tvořenou panely PARTEK se zvýšenou tloušťkou z 200 na 320 mm do maltového lože. Prostřednictvím ocelových přípravků jsou přikotveny k ocelovým kotevním deskám, vloženým do vybourané vrchní části panelu s betonovou výplní. Nakonec jsou stěny na vrchní části stabilizovány tribunovými lavicemi se zabudovanými trny. Prostorové uspořádání hlediště je závislé na křivkách viditelnosti a je dosti komplikované. To se odráží v tvarově i rozměrově rozmanitých prvcích nosné konstrukce se značnými nároky jak na projekt, tak i realizaci (obr. 9). Ve vrchní ploše tribunových nosníků uložených ve spádu jsou pravoúhlé výřezy s vodorovnou úložnou ploškou a kruhovými vybráními pro dodateč-


Obr. 14 Prefabrikovaný stěnový dílec – v předstihu montovaná podpora rámové příčle, je součástí monolitického komunikačního jádra Fig. 14 Prefabricated wall unit – an earlier assembled support of a crossbeam – is part of the monolithic transportation core

Obr. 16 Pohled na dodatečně upravenou konstrukci s vynecháním krajního pole třetího podlaží Fig. 16 View of an additionally modified structure with an omitted outside span of the third storey

né vložení propojovacích trnů (obr. 10). Betonové lavice s průřezem tvaru L mají 80 mm tlustou desku a 140 mm širokou stojinu s proměnnou výškou. Průběžné svislé otvory ve stojinách navazují koncentricky na kruhové vybrání v úložných ploškách tribunových nosníků. Lavice jsou uloženy prostřednictvím gumových ložisek s otvory stejného průměru jako u nosníků. Po uložení lavice jsou do dutin vloženy propojovací trny a dutiObr. 17 Detail konstrukce k obr. 16 Fig. 17 Detail of the structure from Fig. 16


1/2005

19

STAVEBNÍ


Obr. 18 Celkový pohled do halového prostoru Fig. 18 General view of the hall space

lech po 8,6 m (obr. 16, 17). Změna statické soustavy měla nepříznivý vliv zvlášť na návaznou rámovou příčli sousedního pole s rozponem 8 m.

ny jsou vyplněny jemnozrnnou zálivkou. Tento styk je shora zakryt deskou vrchní lavice (obr. 11). Rovněž styk desky vrchní lavice uložené na žebru spodní lavice není viditelný. Vyčnívající spodní trny situované převážně v třetinách rozponu lavic korespondují s kruhovými vybráními ve vrchní části stojiny a jsou zatlačeny do jejich maltovinové výplně. Vodorovné úložné spáry mají tloušťku 5 mm, svislé spáry mezi čely lavic 20 mm. Zvláštní pozornost byla věnována návaznosti prefabrikované a ocelové střešní konstrukce s dodržením požadovaných tolerancí výškově +0 mm, –20 mm Základní údaje Investor

Statutární město Liberec, zastoupené STADION Liberec, s. r. o. SYNER, s. r. o., Liberec BFB Studio, s. r. o. Ing. arch. Antonín Buchta Improtop, s. r. o., Ostrava–Kunčičky – Ing. Stanislav Rada

Vyšší dodavatel Projekt Autor Projekt ocelových konstrukcí Projekt monolitických TOBRYS konstrukcí Projekt prefabrikované A-Z PREZIP, a. s., Chrudim konstrukce BETONIKA, s. r. o., Rašovice DYWIDAG PREFA Lysá nad Labem, a. s. Výrobci dílců

Chladící věže Praha, a. s., divize 04 Chvaletice

Montáž Náklady

INTERMA, a. s., Liberec–Příšovice VCES, a. s., Praha – závod Pohřebačka A-Z PREZIP, a. s., Chrudim 36,9 mil. Kč

20

a směrově v podélném i příčném směru ± 20 mm. Ve zhlaví průběžných sloupů na kótě +9,52 m byla zabudována ocelová kotevní deska pro přivařované kotvení ocelových sloupů, nesoucích střešní konstrukci, stropní nosníky betonové konstrukce a lavice pro VIP a média ukládaná na ocelové konzoly ocelových sloupů. Hlavní příhradové sedlové vazníky s maximální konstrukční výškou 6,5 m na rozpětí 64,6 m jsou uloženy na soustavu deseti pevných a deseti tangenciálních ložisek. Návaznost zakřiveného obvodu na pravoúhlý nosný systém přístavků vedl k náročným detailům napojení a křížení dvou odlišných soustav původně navržených v monolitu (obr. 12, 13). Vazba stropních prefabrikovaných konstrukcí na monolitické stěny komunikačních jader byla vyřešena podpůrnými prefabrikovanými segmenty v šířce rámových příčlí. Speciální úprava boků stěn zajistila dodatečné spojení s monolitickým provedením (obr. 14). Tímto jsme zajistili nezávislost a rychlost montáže prefabrikované konstrukce, která probíhala ve dvou fázích: montáž bez tribun 8. února až 30. dubna 2004 – pak následovala montáž ocelové střešní konstrukce (obr. 15) a následně montáž tribun 1. června až 30. července 2004. V průběhu výstavby došlo k několika změnám v místním uspořádání konstrukce, vyvolaným zejména požadovanými úpravami dispozice vlastníkem. Za nejzávažnější změnu lze považovat zrušení krajního pole stropní konstrukce třetího podlaží v šířce 4,25 m v pěti modu-

Z ÁV Ě R Víceúčelová hala v Liberci je příkladem hybridní konstrukce s vhodným využitím betonu jak v monolitickém, tak prefabrikovaném provedení v kombinaci s ocelí zejména pro velkorozponovou střešní konstrukci (obr. 18). Oproti původnímu návrhu byl zvětšen podíl prefabrikace tak, aby nedocházelo k nežádoucímu mísení technologií. Tvary dílců a detaily styků byly navrženy s ohledem na uplatnění konstrukce v architektuře interiéru. Zejména rytmus příčlí se zdvojenými žebry navozuje pocit intimity i u větších prostorů. Navržená prefabrikovaná konstrukce byla smontována bez jakýchkoli obtíží. Její skladba, tvarosloví a detaily působí z architektonického hlediska příznivě. Kvalitní povrchy viditelných ploch prefabrikovaných dílců a dodržení stanovených rozměrových tolerancí jen podtrhují významný podíl prefabrikace na této stavbě. Ing. Pavel Čížek A-Z PREZIP, a. s. Pardubická 326, 537 01 Chrudim tel.: 469 655 403, fax: 469 655 401 e-mail: [email protected], www.azprezip.cz

Autoři fotografií: obr. 1 – vizualizace BFB, obr. 2 až 17 – archiv A-Z PREZIP, a. s., obr. 18 – autor Jiří Koliš

OMLUVA Vážené čtenářky, vážení čtenáři, v posledním čísle časopisu v roce 2004 došlo při jeho vázání k politováníhodné chybě. Vazač zaměnil tiskové archy, takže některé stránky jsou v čísle obsaženy dvakrát a některé chybí. Všem čtenářům, jejichž číslo je takto znehodnoceno, se velmi omlouváme a nabízíme možnost bezplatného zaslání náhradního výtisku.


redakce časopisu

1/2005

STAVEBNÍ

MOST PŘES HAMERSKÝ NA ŠUMAVĚ

POTOK V OBCI


HORSKÁ KVILDA

A BRIDGE ACROSS THE HAMERSKÝ BROOK IN THE VILLAGE OF HORSKÁ KVILDA IN THE ŠUMAVA MOUNTAINS Z D E N Ě K B AT A L , M A R K É TA N E Z VA LO VÁ Povodňová přívalová vlna v srpnu 2002 prakticky zlikvidovala stávající mostní objekt situovaný v údolní nivě Hamerského potoka přímo v obci Horská Kvilda na Šumavě. Starý objekt byl sestaven z rámových prefabrikátů Beneš 2 x 1,5 m. Pro nový mostní objekt bylo hledáno nové řešení, které by vyhovovalo novým požadavkům na velikost průtočného otvoru pod mostem, požadavkům na rychlost výstavby (blížila se šumavská zima) a vešlo se samozřejmě do omezených finančních prostředků. Proto byl návrh na použití prefabrikátů rychle přijat. Zhotovitel mostu však trochu zpozorněl, když bylo rozhodnuto použít, sice velmi dobře zachovalé, ale staré nosníky KA 73 délky 12 m. Překrásné prostředí horské obce si přeci jenom zasluhovalo nějaké vylepšené řešení. Vylepšení pohledu na most dosáhl zhotovitel přidáním krajních římsových prefabrikátů s římsou proměnné výšky. Římsa ohraničuje půlkruhovité vybrání a simuluje tak obloukový tvar mostu, který lépe zapadá do šumavské krajiny (obr. 1).

Z konstrukčního hlediska byla nosná konstrukce navržena jako spřažená, z nosníků a spřahující desky tloušťky 160 mm (obr. 2). Nosná konstrukce je uložena na železobetonových prazích. Most je založen na ocelových mikropilotách délky 5,3 m. Zábradlí je z dřevěných hranolů 120 x 120 mm s madlem v zaobleném tvaru, které doplňuje zaoblený tvar římsy. Popsané řešení ukazuje, že i prefabrikovaný, dostatečně vylepšený malý objekt

Obr. 2 Příčný řez Fig. 2 Cross section

může být příjemným oživením dopravní trasy v hezké krajině. Ing. Zdeněk Batal e-mail: [email protected] Ing. Markéta Nezvalová e-mail: [email protected] oba: SMP CONSTRUCTION, a. s. Evropská 1692/37, 160 41 Praha 6

Obr. 1


1/2005

21

STAVEBNÍ


HOSPIC „CITADELA“

VE VALAŠSKÉM MEZIŘÍČÍ CITADELA HOSPICE IN VALAŠSKÉ MEZIŘÍČÍ

JAROMÍR VRBA Příspěvek popisuje pozemní stavbu, v jejímž konstrukčním řešení byly užity smíšené prefa-monolitické betonové konstrukce v kombinaci s dřevěnými, ocelovými a zdícími prvky z pálených cihel. Stavbu realizovala menší stavební firma, která se rozhodla pro subdodávky betonových prefabrikovaných konstrukcí z důvodu požadavků na vysokou kvalitu povrchů betonových dílců. This paper describes a ground structure, in the structural design of which mixed prefabricated concrete structures in combination with wooden, steel, and masonry elements made of burnt brick were exploited. The construction was performed by a smaller building firm which decided to use subsupplies of prefabricated concrete structures due to demanding requirements for a high quality of surfaces of concrete units.

Obr. 1 Pohled na vstup centrální části „A“ hospice Citadela Fig. 1 View of the entry to central part “A“ of the Citadela Hospice

A R C H I T E K T O N I C K O - S TAV E B N Í KONCEPCE OBJEKTU HOSPICE

Objekt hospice, umístěný do příjemného prostředí zeleně nad řeku Bečvu, sestává ze vstupní centrální části přístupné z veřejné komunikace (obr. 2 – část A) a zakružené ubytovací části (obr. 2 – část B) orientované do zahradního prostoru se vzrostlou zelení. Obě hlavní části se dvěma nadzemními a jedním podzemním podlažím, které není pod celým půdorysem, jsou propojeny spojovacím krčkem. Architektonické řešení kladlo zvý-

šený důraz na vnímání užitých materiálů – beton, cihly, dřevo, a vyžadovalo estetické a přirozeně působící spojování konstrukčních prvků, které většinou byly přiznány a nebyly zakrývány podhledovými konstrukcemi.

KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ OBJEKTU Objekt je dělen na tři dilatační celky – hlavní vstupní část, spojovací krček a ubytovací část. Založení všech objektů je provedeno na monolitických základových pásech a patkách. Vertikálními nosnými konstrukcemi jsou převážně zdi z cihel POROTHERM (obr. 5) v tloušťce 400 mm v centrální vstupní části a v tloušťce 300 mm

Obr. 3 Výkres části skladby stropu s kruhovým prstencem prosvětleného prostoru Fig. 3 Drawing of a part of the floor structure with a circular ring of the brightened space

Obr. 2 Situační řešení částí „A“ a „B“ Fig. 2 Layout design of “A“ and “B“ parts

22


1/2005

STAVEBNÍ

u vnitřních nosných zdí spojovacího krčku a ubytovací části. Tyčové svislé nosné prvky jsou pak prefabrikované sloupy ze železobetonu (obr. 8 a 10) kruhového profilu 300 mm nebo čtvercové, průřezu 300 x 300 mm. Dále jsou užity dřevěné šikmé sloupy podporující lodžie ubytovací části (obr. 4) a ocelové bezešvé trubky, podporující stropy na vnějším oblouku ubytovací části (obr. 5). Horizontální nosné konstrukce tvoří stropní desky celkové tloušťky 200 mm, vrstvené z 60 mm tlustých filigránových desek z betonu B30 a 140 mm monolitické nadbetonovávky z betonu B30, tyčové zakřivené překlady průřezu 450 x 400 mm u vnějšího oblouku ubytovací části, tyčové zakružené příčle 400 x 400 mm prstence prosvětleného prostoru vstupní centrální části (obr. 8). Zvláštním horizontálním nosným prvkem je prefabrikovaný betonový žlab, který překrývá kruhovou prosvětlenou část vstupního prostoru (obr. 9), nese dřevěné krokve zastřešení a vyúsťuje jako konzola před objekt. Schodiště propojující jednotlivé etáže jsou prefabrikovaná železobetonová. Rozměry jednotlivých konstrukcí nejsou výjimečné, spíše menší a běžné. Centrální vstupní část a spojovací krček mají délku 35,85 m, šířku 24,5 m. Ubytovací kruhová část má délku téměř 60 m a šíři 9,6 m + 2 m lodžie. Osové vzdáleObr. 5 Vyzdívky a osazování ocelových sloupů ubytovací části „B“ Fig. 5 Brickwork and mounting of steel columns of residential part “B“


VÝPOČTY KONSTRUKCÍ Výpočty konstrukcí nečinily pro jednoduchost a přehlednost konstrukčního systému významnější potíže a byly provedeny běžnými výpočtovými produkty rovinných nebo prostorových řešení rámových a deskových konstrukcí (programy řady „FEM“ VUT FAST Brno). Dimenzování a zatížení konstrukcí bylo, dle požadavku zhotovitele stavby, provedeno podle norem ČSN, neboť prokazatelně přináší úspornější výsledky z hlediska spotřeby materiálů než dimenzování podle norem evropských. Tloušťky jednotlivých konstrukčních prvků byly dány požadavky architekta a předchozího řešení, nebyly již dále optimalizovány a nebylo nutné provádět detailní výpočty deformací horizontálně nosných konstrukcí, vystačilo zjednodušené ověření jejich ohybové štíhlosti.

Obr. 4 Pohled na lodžie zakruženého prostoru ubytovací části „B“ Fig. 4 View of a loggia of the coved space of residential part “B“

nosti podpůrných prvků stropu činí max. 5200 mm u zakružené ubytovací části, 6000 mm u vstupní centrální části. Konstrukční výšky jednotlivých podlaží jsou 3,6 m. Beton je užit v konstrukcích v kvalitě B30 u monolitických i prefabrikovaných prvků. Pro vyztužování bylo užito betonářské oceli 10505 (R), Kari sítí a spřahovacích armovacích prvků s trojúhelníkovým příčným řezem „Tritreg“ ve stropních konstrukcích.


1/2005

D E T A I LY K O N S T R U K C Í Stavební firma, která byla zhotovitelem stavby a neměla k dispozici vlastní systémové bednění, se rozhodla vyskládat celý strop filigránovými dílci, a proto objednala přepracování původní konstrukční části projektu s převážně keramickými stropy. Architekt vyžadoval vysokou kvalitu povrchů betonových prvků, a to také bylo dílčím důvodem pro změnu konstrukčního systému. V zakružené ubytovací části nečinilo užití filigránových desek žádné zvláštní obtíže, takových půdorysů již bylo překryto mnoho. Zvláštním případem Obr. 6 Skladba filigránových dílců, část „B“ Fig. 6 Structure of filigrane units, part “B“

23

STAVEBNÍ


bylo řešení stropu nad 1. N.P. v centrální vstupní části, kde strop nad 1. P.P. byl plně překryt, ale nad 1. N.P. již byla montována kruhová část prstence ze zakružených příčlí na sloupech (obr. 7) s volným prostorem vnitřní části kruhu. Okolní prostor byl vyplněn filigránovými deskami (obr. 3), které v šesti případech byly umístěny radiálně ke kruho-

Obr. 7 Pohled do prohlubně mezi příčlemi kruhového prstence Fig. 7 View of a hollow between the crossbeams of the circular ring

nových desek na podpůrné cihelné zdi i do drážek kruhového prstence splnilo požadavky projektového řešení. Zastropení této části stropu bylo ukončeno v rozích monolitickými výplněmi. Jevilo se racionálnějším podbednit „malé trojúhelníčky“ zbytku stropu v rozměru cca 600 x 300 mm, než vyrábět tak malé filigránové desky. Zakružené příčle nesměly mít viditelné stykování se sloupy, respektive nebyObr. 10 Spojení průvlaků a sloupů na vstupním nároží Fig. 10 Joining of girders and columns on the entrance corner Obr. 9 Výsledný pohled do kruhového prostoru s průběžným prefabrikovaným žlabem Fig. 9 The resulting view of the circular space with a continuous prefabricated trough

vému prstenci nad sloupy a prostor mezi nimi byl vyplněn dalšími filigránovými deskami, umístěnými tangenciálně k prstenci. Způsob kladení filigránových desek nebyl nijak významný z hlediska statického výpočtu – deska byla počítána jako dvousměrně pnutá – významné to bylo z hlediska montáže, protože je známo, že při vyzdívkách svislých podpůrných konstrukcí je zhotoviteli dosahována obvykle menší přesnost, než při kompletní montáži prefabrikovaných konstrukcí. V daném případě se montáž velmi vydařila a uložení filigrá24

Obr. 8 Smontované příčle a sloupy kruhového prstence prosvětleného prostoru Fig. 8 Assembled cross-beams and columns of the circular ring of the brightened space

ly přijatelné dodatečně zapravované paty sloupů v této oblasti. Architekt měl obavu, že následné zapravení prostoru styků časem vyvolá smršťovací trhlinky výplně. Proto byla ve sloupech ponechána vyčnívající výztuž délky 350 mm na horní i spodní straně. To znamenalo, že nebyly důsledně splněny požadavky na kotevní délky v průniku sloupů příčlemi. Ve výpočtovém modelu rámu s prstencem byla tato okolnost respektována sníženou mírou tuhostí styků, vetknutí nebylo uvažováno plnohodnotně, bylo naopak připuštěno mírné pootočení styků (vyjádřené tuhostí vazby bránící pootočení). Průvlaky měly ve vytvořené prohlubni jednak plotýnky pro vzájemné svaření ocelovými pásky a jednak „perforaci“ pro kvalitní přilnutí stykového betonu (obr. 7). Po provaření styků průvlaků byla prohlubeň vyplněna měkkou betonovou směsí a shora do ní byl spuštěn prefabrikovaný sloup, jehož výztuž se snadno zatlačila do měkkého betonu. Vytlačená jemnozrnná směs byla okamžitě otřena, protože konečná vnější úprava prefabrikátu spočívala již jen v bílém nátěru. Na nárožích u venkovního vstupu vyžadovalo architektonické řešení zdůraznit štíhlost betonového slou-


1/2005

STAVEBNÍ

bílý nátěr v kombinaci s dřevěnými prvky zastřešení, uloženými na prefabrikovaný střešní žlab tvaru „U“ (obr. 9) dokumentuje vysokou estetickou hodnotu vytvořeného díla.

Obr. 11 Detail spojovací objímky sloupů a průvlaků Fig. 11 Detail of the coupling sleeve of columns and girders

Z ÁV Ě R Stavební práce byly zahájeny v první polovině roku 2002 a objekt byl, pro značné svízele s jeho financováním, otevřen až v polovině roku 2004. Stavbu úspěšně zvládla menší stavební firma a její rozhodnutí o užití smíšené prefa-monolitic-


ké technologie pro betonovou konstrukci se ukázalo správným. Výsledné dílo je esteticky velmi příznivé. Při slavnostním otevření objektu byla kvalita betonářských prací vysoce hodnocena i přítomnými zahraničními církevními zástupci.

Ing. Jaromír Vrba, CSc. Stavoprojekt Olomouc, a. s. Holická 31, 772 00 Olomouc tel.: 585 531 205 e-mail: [email protected]

pu v napojení na průvlak ocelovou objímkou (obr. 10). Prefabrikované průvlaky měly již z výroby ve svém konci připravenu žárově pozinkovanou „botku“, na sloupy byly osazeny připravené, rovněž žárově pozinkované, objímky a průvlaky a sloupy byly na stavbě spojeny pomocí šroubů (obr. 11). REALIZ AC E OB J E KTU Objekt byl postaven stavební firmou SENZA z Valašského Meziříčí za přispění montážních prací firmou BOPOS z Olomouce. Použití prefabrikované technologie pro konstrukční řešení se zakřivenými částmi půdorysu bylo přínosné. U kruhové části centrálního vstupního prostoru s tyčovými prvky prstence, kde byla největší obava z realizace pomocí klasického bednění, nebyly potřebné žádné dodatečné úpravy prvků. Rovněž neobvyklá kombinace šikmých dřevěných sloupků přes dvě podlaží se stropními filigránovými dílci lodžií ukládanými na ocelové „T“ nosníky obráceného tvaru v lodžiích (obr. 4) byla úspěšně zvládnuta. Prefabrikované železobetonové dílce byly ve velmi dobré kvalitě vyrobeny v panelárně v Olomouci-Chválkovicích podle dodavatelské dokumentace zpracované H. Bajorkovou a A. Zapletalovou pod vedením autora příspěvku. Konečný Investor Architektonický projekt Původní statické řešení Zhotovitel stavby Přepracování statického řešení

Halfen-Deha. Když se bezpečnost vyplatí.

DIAKONIE ČCE – středisko ve Valašském Meziříčí ARCHSTUDIO Brno – Ing. arch. Kučera Ing. Huryta

Stavte s větší jistotou. Pomocí spolehlivého systému přepravních úchytů od HALFENDEHA. Protože rizika se nikdy nevyplácejí. Více informací na: www.halfen-safetyfactor.com

SENZA Valašské Meziříčí Stavoprojekt Olomouc, a. s. – Ing. Vrba, CSc. a kol.


1/2005

25

STAVEBNÍ


SPOJOVACÍ OBJEKT A TERMINÁL SEVER 2 LETIŠTĚ PRAHA-RUZYNĚ A CONNECTING STRUCTURE AND THE NORTH 2 TERMINAL, PRAGUE-RUZYNĚ AIRPORT P AV E L Č Í Ž E K Pro výstavbu konstrukcí dalších letištních budov byla v nejvyšší možné míře použita montovaná prefabrikovaná betonová konstrukce. Tato volba měla příznivý dopad na rychlost, operativnost a hospodárnost výstavby včetně vazeb na střešní ocelové konstrukce větších rozponů. An assembled prefabricated concrete structure was used for the construction of structures of new airport buildings as much as possible. This choice had a favourable effect on the speed, operability and economy of construction, including its links to roof steel structures of larger spans.

26

Obr. 1 – Situace budovaných objektů 1 – Spojovací objekt 2a, 2b – Terminál Sever 2 3 – Fischerova hala 4 – Prst C 5 – Stávající Terminál D – Dilatace Fig. 1 Layout of the structures to be built 1 – Connecting structure 2a, 2b – North 2 Terminal 3 – Fischer’s Hall 4 – Finger C 5 – Current terminal D – Dilatation

běhu s negativními důsledky na priority dodávek dílců pro montáž. Spojovací objekt a Terminál Sever 2 jsou součástí plánovaného rozšiřování Letiště Praha–Ruzyně (obr. 1). Konstrukce vícepodlažního skeletu je železobetonová prefabrikovaná, doplněná o lehké ocelové konstrukce střech halových částí a veřejná ocelová schodiště. Monolitické prvky konstrukce navrhované v tendrové dokumentaci byly plně nahrazené prefabrikací. To se ukázalo být prozíravé ve vztahu k požadovanému zkrácení doby výstavby a k neustálým změnám jejího postupu, zejména v důsledku kolizí se současně probíhajícím budováním velkokapacitních kolektorů. Konstrukce je založena prostřednictvím vrtaných pilot. Spojovací objekt se dvěma až čtyřmi podlažími se rozprostírá nad obdélníkovým půdorysem 85,7 x 172,65 m s rozšířením o tzv. Ficherovu halu s plochou 25,4 x 40,24 m. Budova je propojovacím článkem mezi stávajícím a nově budovaným terminálem. Objekt je rozdělen v polovině delší strany půdorysu na dvě dilatační části. Terminál Sever 2 – část 2a (obr. 2) má dvě až pět podlaží s náročným prostorovým uspořádáním konstrukce. Zrušením dvou dilatací vznikl jediný dilatační celek nad půdorysem 106 x 96 m. Část

Obr. 2 Celkový pohled z průběhu montáže skeletu Fig. 2 General view of the process of the skeleton assembly

Obr. 3 Síť sloupů 12/12 m, v pozadí 6/6 m Fig. 3 System of columns 12/12 m, and 6/6 m in the background

Letištní budovy na sebe vzájemně navazují. Vyznačují se náročným a komplikovaným provozem podléhajícím přísným, zejména bezpečnostním kritériím. Koordinace velkého množství profesí a subdodavatelů s často kolizními požadavky je velice obtížná a nároky na konstrukci značné. Problematický bývá návrh konstrukce v tendrové dokumentaci, který ani nemůže předvídat reálné podmínky výstavby z hlediska dodavatelských vztahů, v té době neznámých. Z toho vyplývají značné nároky při zpracovávání realizační a výrobní dokumentace nosné konstrukce, ovlivněné mnohými změnami v uspořádání a nárocích na úpravu konstrukce od jednotlivých profesí, nemluvě o změnách postupů výstavby v jejím prů-


1/2005

STAVEBNÍ

Obr. 4 Rámový styčník (P – půdorys, R – podélný řez), A – sloup se čtvercovým průřezem, B – sloup s kruhovým průřezem, C – rámová příčle, 1 – svařovaný styk výztuže příložkami, 2 – betonová zálivka, ve spodní části GROUTEX 603, 3 – těsnění, 4 – výztuž spodního sloupu kotvená přes otvor v průvlaku k ocelové objímce kruhového sloupu Fig. 4 Frame joint (P – plan, R – longitudinal section), A – column with a square section, B – column with a circular section, C – frame cross-beam ,1 – welded connection of the reinforcement with cover plates, 2 – concrete grout, GROUTEX 603 in the bottom part, 3 – sealing. 4 – reinforcement of the lower column anchored through an opening in the girder to a steel sleeve Obr. 7 Stropní konstrukce s travelátory, A – půdorysná skladba jedné sekce, B – příčný řez stropem, C – hlavní nosník 2 – tvar (a – pohled boční, b – půdorys), 1 – rámová příčle, 2 – hlavní nosník, 3 – podélný nosník, 4 – žebrové panely, 5 – panely PARTEK Fig. 7 Floor ceilings with travellators, A – plan structure of one section, B – cross-section of the ceiling, C – main beam 2 – shape (a – lateral view, b – plan), 1 – frame cross-beam, 2 – main beam, 3 – longitudinal girder, 4 – ribbed panels, 5 – PARTEK panels


Obr. 5 Vytváření otvorů v stropních konstrukcích Fig. 5 Making holes in floor structures

Obr. 6 Pohled na vybrání pro travelátory s otvorem pro strojovnu Fig. 6 View of a hollowing for travellators with an opening for the engine room Obr. 8 Podhled na strukturu stropu s travelátory Fig. 8 Ceiling for the floor structure with travellators


1/2005

27

STAVEBNÍ


Obr. 9 Hlavní příčný nosník pro strop s travelátory Fig. 9 Main cross-beam for the ceiling with travellators

Terminálu 2b projektovaná v KBS inženýrské a projektové kanceláři, s. r. o., je oddilatována.

Obr. 10 Zavěšená ocelová konstrukce příletové chodby – příčný řez, 1 – táhlo, 2 – nosník s T průřezem, 3 – zesílená rámová příčle, 4 – obvodový nosník Fig. 10 Suspended steel structure of the arrival hall – cross-section, 1 – tendon, 2 – T-beam, 3 – reinforced frame cross-beam, 4 – peripheral supporting structure Obr. 11 Stropní nosník s otvory na provlečení závěsů zavěšené ocelové konstrukce Fig. 11 Floor beam with openings for running through suspensions of the steel structure

28

KONSTRUKCE Skelet je tvořený vícepodlažními rámy se sloupy čtvercového nebo kruhového průřezu situovanými převážně v modulovém rastru 12 x 12 m místně zahuštěném na rastr 6 x 6 m (obr. 3). Síť sloupů v rastru 12 x 12 m místně doplňovaná moduly 6 x 6 m je v této kombinaci dosti problematická z více hledisek: zakládání s řádově rozdílným zatížením sloupů, montáž dílců značně nevyvážené hmotnosti a jistě i nižší flexibilita prostoru pro budoucí změny provozu. Příčle jsou stykovány přednostně nad sloupy s ověřenými detaily, které zajišťují tuhost rámových styčníků (obr. 4). U dilatací mají příčle převislé konce a zazubená čela s úložnými plochami pro kluzná ložiska. Rámové příčle mají obdélníkové průřezy s výškami od 0,45 m až do extrémních 1,55 m s průběžnými konzolkami, spodními přírubami určenými pro uložení deskových panelů nebo s konzolami pro uložení příčných nosníků. Pro stropy jsou většinou použité dutinové předem předpjaté panely PARTEK s tloušťkami 200, 250 a 320 mm v závislosti na délkách a zatížení. Stálé zatížení činí 3 kNm–2, nahodilé 5 kNm–2. Dnes používané podélné a čelní styky těchto panelů průkazně zajišťují jejich spolupůsobení, jak bylo dostatečně ověřeno četnými zatěžovacími zkouškami

i potvrzeno podrobnými výpočty. Z tohoto důvodu jsme betonovou membránu navrženou v tendrové dokumentaci zrušili. Na prostupy jsme používali výřezy v panelech, u větších rozměrů na šířku 1,2 m ocelové výměny. Prostupy menších průměrů do 0,2 m byly vrtány na stavbě. Anomálie jsou řešeny výměnami, plnými nebo žebrovými deskami (obr. 5). Konstrukce je navržena na minimální požární odolnost 45 min. a ve stanovených úsecích je zvýšena na 60 nebo 90 min. Místně je u dutinových panelů použitý ochranný nástřik. V návaznosti na uložení ocelových konstrukcí jsou do betonových dílců zabudované kotevní desky a také přípravky pro zemnění. Travelátory v délce 2 x 54 m jsou vedeny v 12 m chodbovém traktu u proskleného obvodu s výhledem na letištní plochu a jsou uloženy do zahloubeného koryta šířky 3,2 m (obr. 6). Návrh zalomené monolitické stropní konstrukce s trámy v rozteči 3 m a deskami s tloušťkami 0,4 a 0,5 m byl z mnoha důvodů pro výstavbu nepřijatelný a byli jsme vyšším dodavatelem vyzváni k návrhu a provedení stropní konstrukce v prefabrikované verzi. Ze čtyř uchazečů o dodávku travelátorů KONE, OTIS, THYSSEN a SCHINDLER byl vybrán posledně jmenovaný. Idea návrhu prefabrikované stropní konstrukce spočívá v jejím maximálním vylehčení ruku v ruce se zajištěním dostatečné tuhosti pro požadované výškové tolerance ± 5 mm v uložení travelátorů. Obr. 12 Obvodové nosníky pro uložení ocelové konstrukce příletové chodby Fig. 12 Peripheral supporting structures for the steel structure placement in the arrival hall


1/2005

STAVEBNÍ

Obr. 13 Prefabrikovaný dojezd výtahu Fig. 13 Prefabricated truck zone

Klíčovým prvkem stropní konstrukce je soustava příčných nosníků s pravidelnou roztečí 6 m komplikovaného tvaru a proměnného průřezu (obr. 7, 8 a 9). Nosník je prostě podepřený v uložení na obvodovou příčli a částečně vetknutý v uložení na příčli vnitřní. Výhodou vybraného travelátoru SCHINDLER byla nejnižší hodnota zapuštění, která činila 340 mm. Dílce se zabudovanými ocelovými pásy pro přichycení travelátorů byly uloženy na hlavní nosníky. Stropní panely PARTEK tloušťky 200 mm byly ukládány na příčník oddělující koridor travelátorů od pochůzné podlahy a na rámovou příčli. Tímto se polovina zatížení chodbového traktu přenášela přímo na vnitřní rámoObr. 15 Fischerova hala se zakruženým obvodem Fig. 15 Fischer’s hall with a coved envelope

vou příčli. Schéma navržené konstrukce a tvar příčného nosníku jsou uvedeny na obr. 6 až 9. Hmotnost realizované prefabrikované konstrukce činí 500 kg/m2. Příletovou chodbu šířky ~7 m situovanou při obvodu terminálu s orientací k letištní ploše v krajním modulu s 12 m rozpony tvoří ocelová stropní konstrukce, zavěšená do betonového stropu druhého podlaží s nepříznivým lokálním zatížením koncových rámových příčlí (obr. 10). Vnitřní nosníky se svislými otvory určenými k provlečení a zakotvení táhel jsou uloženy na konzoly rámových příčlí a jsou propojeny se stropními panely PARTEK (obr. 11). V obvodu je ocelový strop kotvený do železobetonových obvodových nosníků (obr. 12). Dojezdy výtahů s prohlubněmi jsou navrženy na rázové zatížení. Monolitické provedení navržené v tendrové dokumentaci bylo nahrazeno ryze prefabrikovanou konstrukcí s částečným využitím prostorových stěnodeskových dílců


1/2005


Obr. 14 Konstrukce komunikačních jader Fig. 14 Structure of transportation cores

s příčným průřezem tvaru U (obr. 13). Komunikační jádra mají značné půdorysné rozměry s komplikovaným uspořádáním schodišť, chodeb, výtahových a rozvodových šachet. Monolitické stěny výtahů a šachet a některé monolitické desky byly nahrazeny soustavou prefabrikovaných nosníků a stropních desek (obr. 14). Zrušením lokálně tuhých krabicových útvarů se stala konstrukční soustava z hlediska vodorovné tuhosti v celém půdorysu budovy rovnocenná a počet dilatačních částí jsme mohli snížit. Fischerova hala komunikačně napojená na spojovací budovu a stávající terminál byla celá demontovaná a na jejích základech postavena dvoupodlažObr. 16 Fischerova hala se stropními panely TT Fig. 16 Fischer’s hall with TT ceiling panels

29

STAVEBNÍ


Základní údaje Investor Projekt

Česká správa letišť, s. p., Letiště Ruzyně Nikodem & Partner, s. r. o. METROSTAV, divize 6 pro Spojovací objekt Vyšší dodavatelé SKANSKA a STRABAG pro Terminál Sever 2 A-Z PREZIP, a. s., Chrudim pro Spojovací Projekt objekt a Terminál Sever 2a prefabrikovaných KBS inženýrská a projektová kancelář, s. r. o., konstrukcí pro Terminál Sever 2b Koordinace statiky pro Ing. Vladislav Bureš – STATIKA projekční Terminál Sever 2 kancelář DYWIDAG Prefa Lysá nad Labem, a. s. H.A.N.S. STAVBY, a. s., Praha–Chodov Chladící věže Praha, a. s., divize 04 Chvaletice Výrobci dílců MABA PREFA, spol. s r. o., Veselí nad Lužnicí ZIPP Praha, s. r. o., závod Dýšina ŽPSV Uherský Ostroh, a. s., závod Borohrádek Spojovací objekt: PREZIPP, s. r. o., Chrudim H.A.N.S. STAVBY, a. s., Praha–Chodov Montáž Terminál Sever 2 – část 2a: PREZIPP, s. r. o., Chrudim Spojovací objekt: 78 mil. Kč Náklady Terminál Sever 2 – část 2a: 89 mil. Kč Montáž září 2003 až září 2004

30

Obr. 17 Příletová hala Fig. 17 Arrival hall

ní budova. Zaoblený půdorys obvodu, požadavek na volný prostor pod střechou s rozponem až 21 m vedly k návrhu atypických dílců a k použití předem předpínaných střešních žebrových panelů (obr. 15, 16). Příletová hala napojená komunikačně na prst C je překlenuta zaoblenou příhradovou konstrukcí. Celý prostor haly se vyznačuje komplikovanou strukturou podlaží s vazbami na schodiště, výtahy a eskalátory (obr. 17). To se zrcadlí i ve tvarové náročnosti některých prefabrikovaných dílců značně staticky exponovaných. Jedna příčle dosahuje délky až 18 m a hmotnost 44 t (obr. 18). Pro úplnost uvádím záběry na část b Terminálu Sever 2 s prefabrikovanou konstrukcí navrhovanou statickou kanceláří KBS, kde pro patnáctimetrové moduly byly Obr. 19–20 Terminál Sever 2 – část 2b Fig. 19–20 North 2 Terminal – part 2b

Obr. 18 Pohled na 44 t nosník s převislými konzolami Fig. 18 View of a 44t beam with overhanging cantilevers

navrženy a použity stropní žebrové předem předpínané panely (obr. 19 a 20). Z ÁV Ě R O náročnosti výstavby letištních budov jsem se zmínil již v úvodu. Průběh projekčních prací s přímou návazností na výstavbu v reálu to jen potvrdil. Jedním ze závažných nedostatků se mi jeví opožděný výběr subdodavatelů a následně uplatňované požadavky na již postavenou konstrukci. Navzdory všem těmto známým neduhům naší výstavby, výsledné provedení konstrukce je na velmi dobré úrovni a snese porovnání s výstavbou ve vyspělém zahraničí. Ing. Pavel Čížek A-Z PREZIP, a. s. Pardubická 326, 537 01 Chrudim tel.: 469 655 403, fax: 469 655 401 e-mail: [email protected], www.azprezip.cz


1/2005

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

NOVÉ

TECHNOLOGIE REALIZOVANÉ NA STAVBĚ NÁKUPNÍHO CENTRA V BRNĚ NEW TECHNOLOGIES APPLIED IN THE CONSTRUCTION OF A SHOPPING MALL IN BRNO BOHDAN VÍRA Na stavbě obchodního centra Vaňkovka v Brně byly využity některé technologie a prvky, které umožnily rychlý postup výstavby, snížení množství zabudovaných materiálů vylehčením vodorovných konstrukcí a vytvoření speciální stavební konstrukce – rotundy ve tvaru seříznutého kužele. In the construction of the Vaňkovka shopping centre in Brno, technologies and elements allowing to speed up the construction process were exploited. Beside, they also contributed to the reduction of built-in materials by using lightweight horizontal structures, and the creation of a special building structure – a rotund formed as a cut off cone. Česká města doznávají v posledních letech řadu změn. Především v okrajových lokalitách měst jsou budována obchodní a nákupní centra, průmyslové a skladové zóny a také menší i větší sídliště rodinných domů. V centrech našich měst jsou nejčastěji stavěny nebo rekonstruovány stávající objekty pro úřady, obchody nebo bytové domy. Právě v centrech měst je velkým problémem harmonicky navázat na stávající zástavbu tak, aby rekonstruovaná nebo nově vybudovaná stavba provozně nebo esteticky nerušila v daném místě. Jednou ze staveb, na které se podařilo skloubit nový obchodní komplex s architekturou a životem v centru města tak, aby byl vhodně zakomponován do okolní zástavby, vytvořil harmonický celek

a byl co nejblíže lidem v dané lokalitě, je nákupní centrum Vaňkovka v Brně. V roce 2004 bylo vybudováno v samém centru města Brna (Zvonařka) mezi vlakovým a autobusovým nádražím, na pozemku bývalých strojíren, nákupní a obchodní centrum Vaňkovka, které má i potřebné parkovací zázemí pro cca tisíc automobilů. Obchodní areál bezprostředně navazuje na rekonstruovanou část stávajícího památkově chráněného objektu strojírny a slévárny a jeho nový obvodový plášť z režného zdiva pohledově sjednocuje obě stavby. Na výstavbě obchodního centra se podílela dodávkou a montáží prefabrikátů a také dodávkou armatury společnost Skanska Prefa, a. s., která zde ve spolupráci s projektantem a investorem uplatnila několik nových technologií a výrobků. V Ý S TAV B A O B J E K T U Hrubá stavba nákupního centra byla zahájena v březnu a dokončena v červenci roku 2004. Dvou a třípodlažní objekty se rozkládají na půdorysu o rozměrech 320 x 110 m. Objekty jsou založeny na ražených pilotách a mikropilotách. Stavební část je budována jak z prefabrikovaných dílů, které umožnily rychlou montáž konstrukce, tak z železobetonových monolitických konstrukcí. Ve stavbě je zabudováno téměř 8 500 m3 železobetonových prefabrikátů a 52 000 m2 filigránových desek. Obdobný objem prací byl proveden také technologií monolitických konstrukcí pomocí systémového bednění s vkládanou armaturou a následnou betonáží.

Obr. 2 a) fixace kotevních prvků k bednění, b) ochrana šroubů před betonáží Fig. 2 a) fixing of anchorage elements of the formwork, b) protection of screws from concretin


1/2005

Obr. 1 Montáž kotevních prvků Fig. 1 Assembly of anchorage elements

S ohledem na realizaci spodní stavby v zimním období a na požadavek přesné montáže nosných konstrukcí s minimálním ovlivněním povětrnostními podmínkami, bylo poprvé v České republice použito kotvení prefabrikovaných sloupů do základových patek pomocí kotevních prvků od firmy Pfeifer (osazování bez kalichu). Jedná se o systém, kde jsou před betonáží základové patky umístěny do požadované polohy a výškové úrovně kotevní prvky PGS se závitovými pouzdry (obr. 1 a 2). Následně jsou s patkou zabetonovány (obr. 3). Do prefabrikovaných sloupů jsou při výrobě v prefě zabudovány v každém rohu základny sloupu ocelové prvky paty pod označením PGM, které jsou důkladně spojeny s výztuží sloupu. Vlastní montáž, tj. spojení sloupu se základem konstrukce je prováděno pomocí závitové Obr. 3 Základ sloupu před jeho osazením Fig. 3 Column base prior to its mounting

31

M AT E R I Á LY M AT E R I A L S

A TECHNOLOGIE AND TECHNOLOGIES

Obr. 4 Osazování sloupu Fig. 4 Column mounting

Obr. 5 Rektifikovaný sloup Fig. 5 Rectified column

tyče zašroubované do závitového pouzdra ukotveného v monolitické patce. Přišroubování sloupu je realizováno dvěma maticemi v každém ze čtyř rohů sloupu, kterými je kotevní deska zabudovaná v patě sloupu přitažena k základu. Současně s utahováním těchto matic je prováděna výšková rektifikace sloupu. Kotevní prvky PGS jsou závitová pouzdra, která jsou přivařena k ocelovým prutům. Průměry závitů i profily prutů jsou odvislé od požadované hodnoty přenášené únosnosti. Pouzdra, závitové tyče a šrouby jsou vyráběny v průměrech 16 až 56 mm pro únosnosti od 32 do 650 kN. Na stavbě byly použity vysokopevnostní šrouby v průměrech od 24 do 48 mm. Pro přesné výškové i polohové umístění kotevních prvků v základové patce, které je nutné pro snadnou a rychlou montáž, jsou používány šablony, které jsou fixovány na bednění. Po zabetonování základové patky a odstranění bednění je patka obsypána zeminou, která je zhutněna. Do otvorů v kotevních pouzdrech jsou nasazovány plastové čepičky, aby osazené šrouby neohrožovaly kola projíždějících automobilů a techniky. Tato Obr. 7 Filigránové desky s vylehčujícími polystyrénovými pásy Fig. 7 Filigrane slabs with lightweight polysterene belts

32

Obr. 6 Zabetonování spáry mezi sloupem a základem Fig. 6 Concreting of a joint between the column and the base

základová konstrukce nebrání a neomezuje provoz na staveništi, což je velkou výhodou nového systému. Před montáží jsou ochranné plastové čepičky sejmuty a šroub je vyšroubován. Patky sloupu PGM sestávají z ocelové podložky síly 15 až 60 mm a velikosti od 90 x 90 mm do 280 x 280 mm s odpovídajícím otvorem pro šroub, ke které jsou navařeny tři ocelové pruty. Tyto jsou vzájemně propojeny a fixovány dvěma navařenými ocelovými destičkami. Ocelové patky sloupu jsou umísťovány do každého rohu základny prefabrikovaného sloupu. Před betonáží v prefě je ocelová podložka v bednění připevněna k armatuře sloupu a přesně zafixována k bednění. Montáž sloupů Sloup je jeřábem dopraven a uložen na základovou patku do takové polohy, aby závitová pouzdra kotevních prvků v základu byla osově nad sebou s jednotlivými otvory v ocelové patě sloupu (obr. 4). Spoj je proveden závitovou tyčí předepsaného průměru se dvěmi maticemi, které jsou řádně utaženy. Spojení je provedeno ve všech čtyřech rozích patky sloupu (obr. 5). Po dotažení šroubů mohou být závěsy jeřábu ze sloupu uvolněny. Montáž sloupu se základovou patkou je ukon-

čena zalitím spáry speciální maltou, která má minimálně stejnou pevnost v tlaku, jako je pevnost v tlaku montovaného sloupu. Tato zálivková malta nesmí vykazovat žádné smrštění (např. Pagel-VS-Mörtel). Zálivka je prováděna do bednění, nejlépe přestavitelného, které je využíváno opakovaně (obr. 6). Protože zálivka plní také funkci protikorozní ochrany šroubového spoje, musí splňovat podmínky pro potřebné krytí. Montáž sloupů je jednoduchá a probíhá velmi rychle – řádově několik minut, není vůbec závislá na vnějších klimatických podmínkách a šrouby lze výškově rektifikovat pomocí podkládaných plechů potřebné tloušťky. Systém základových patek se zabudovanými závitovými pouzdry oproti tradičním způsobům provádění zjednodušuje a urychluje montáž, snižuje objemy prováděných zemních prací a umožňuje bezproblémové přejíždění dopravními a mechanizačními prostředky. Na stavbě se nový systém velmi dobře osvědčil. Systém upevňování prefabrikovaných Obr. 8 Filigránové desky s rozloženou výztuží monolitické vrstvy stropu Fig. 8 Filigrane slabs with distributed reinforcement of the monolithic ceiling layer


1/2005

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

Obr. 9 Otvory v průvlacích pro vedení inženýrských sítí Fig. 9 Openings in girders for utility services

sloupů do základů pomocí závitových pouzder zabudovaných v základech objektu a kotevních prvků zabudovaných ve sloupech a jejich vzájemné spojení sešroubováním je určen pro přenášení tlakových a tahových sil. Pokud je třeba přenášet smykové síly, je nutno provést statické posouzení a provést případné opatření, např. vložením vlnové kotvy s trnem do středu základu nebo provedením kalichu mezi kotvami apod. Stropní konstrukce Všeobecně známým trendem ve výstavbě je vylehčování stropních konstrukcí např. keramickými nebo betonovými stropními vložkami, plastovými prvky různých tvarů a výšek, lehkým kamenivem nebo plnivem. Na této stavbě našly uplatnění filigránové desky s nalepenými polystyrenovými pásy (jádry) výšky 100 mm (obr. 7). Tyto filigránové desky byly dodávány až pro rozpony 8,25 m. Vlastní výška betonové vrstvy filigránových desek byla 70 mm. Desky byly dimenzovány na užitné zatížení 2 až 10 kN/m2. Filigrány tvořily spřaženou stropní konstrukci s monolitickou armovanou nadbetonávkou o celkové výšce 250 až 300 mm (obr. 8). Polystyrenové pásy umožňují snížit hmotnost konstrukce stropu tvořeného železobetonovými žebry s podhledem a také sníží množství zabudovaných stavebních materiálů. V místech, kde bylo třeba dispozičně uvolnit půdorysnou plochu od nosných konstrukcí (sloupů), tvoří strop spřažená nosná konstrukce, v jejíž spodní části jsou osazeny předpínané průvlaky o rozpětí až 14,2 m. V nosné konstrukci skeletové stavby byly využity průvlaky, které byly vylehče-

ny systémovými otvory. Tato úprava tvaru průvlaků umožnila při instalaci inženýrských sítí vyloučení bouracích prací a provádění dlouhých rozvodů. Kabely a potrubí byly nejkratší cestou pohodlně rozvedeny k určenému místu (obr. 9). Obvodové průvlaky, které měly hmotnost až 25 t, byly téměř sochařským dílem, neboť v některých případech byl kompaktní celek průvlaku tvořen vlastním průvlakem a parapetem části stěny vyššího podlaží vysokým až 1,5 m. Nejsložitější obvodové prefabrikované průvlaky byly tvořeny nosným trámem s nabetonovaným parapetem vyššího podlaží a přibetonovanou obvodovou stěnou nad oknem nižšího podlaží. Složitost výroby forem a obtížnější provedení prefabrikátů se vyplatily na stavbě díky snadné a rychlé montáži. Rotunda Zvláštním architektonickým prvkem uprostřed stavby je rotunda, která prosvětluje prostory obchodního centra v místě křížení dvou hlavních vnitřních komunikací. Rotunda má tvar šikmo seříznuté kuželové plochy, jejíž základ tvoří monolitický strop ve výšce 10 m nad terénem o průměru 23 m (obr. 10). Výška rotundy je proměnná od 5,5 do 7,5 m. Rotunda je tvořena prefabrikovanými prvky o spodní základně šířky 3,2 m, které mají proměnnou výšku. V každém prefabrikátu je umístěno ventilační okno. Prefabrikované díly jsou sestaveny pod úhlem 83° 77" směrem ke středu (obr. 11). V patě jsou kotveny do monolitické obruby pomocí trnů, které jsou zality kotevní maltou. Spáry mezi prefabrikáty jsou zality směsí Groutex 603 a jednotlivé dílce jsou vzájemně provařeny v patě a zhlaví ocelo-

Obr. 10 Montáž prefabrikovaných stěn rotundy Fig. 10 Assembly of prefabricated rotunda walls

vou deskou. Ve zhlaví jsou prefabrikáty zmonolitněny kruhovým věncem, nad kterým bude vybudována báň ze skla a oceli, která dodá stavbě charakteristický architektonický ráz. Z ÁV Ě R Na stavbě obchodního centra v Brně se znovu prokázalo, že realizace staveb v krátkých termínech a v dobré kvalitě je možná pouze s využitím potřebné míry prefabrikace. Prefabrikáty je možné ve výrobnách pref vybavit tak, aby mohly být rychle a bezpečně osazeny do stavební konstrukce. Ing. Bohdan Víra, CSc. Skanska Transbeton, s. r. o. divize Betonové konstrukce Kubánské náměstí 1391/11 100 05 Praha 10-Vršovice tel.: 267 095 740, mob.: 737 878 888 e-mail: [email protected], www.skanska.cz

Obr. 11 Pohled na rozestavěnou rotundu Fig. 11 View of the rotunda under construction


1/2005

33



VÝVOJ

PŘEDPJATÝCH STROPŮ PRO BYTOVOU VÝSTAVBU V ČSR PRESTRESSED CEILING EVOLUTION FOR HOUSING IN ČSR BOHUMÍR VOVES Vývoj předpjatých stropů v ČSR začal před více než padesáti lety. V uplynulém období bylo vyvinuto několik dále popsaných systémů stropů. Prestressed ceiling evolution in ČSR started more than fifty years ago. In past period some farther described ceiling systems were developped. P O Č ÁT K Y V Ý V O J E Předpjatý beton byl poprvé u stropů naší bytové výstavby využit v roce 1950 na výzkumném pracovišti v Olomouci (M. Štěpánek), kde byly hromadně vyráběny komůrkové stropnice z předpjatého betonu TPM 450 délky 4,50 m (obr. 1). Stropnice z betonu značky B500 byla podélně předepnuta spletenými dráty 22 ∅ P 2 × 1,4. Třmínky byly z páleného drátu ∅ 1 mm. Navrženy byly stropnice pro běžné zatížení a pro zatížení příčnou i podélnou příčkou. Při průkazních zatěžovacích zkouškách stropnice vyhověly všem požadavkům [1]. Výhodný tvar průřezu umožňoval po zalití spar jemnozrnným betonem řádné spolupůsobení stropnic, jak bylo prokázáno zatěžovací zkouškou soustavy pěti stropnic při zatížení působícím na střední z nich. Na dráze dlouhé 100 m bylo vyráběno čtyřicet stropnic betonovaných po dvou v poměrně složitých ocelových formách na dvaceti vibračních stolech. Bočnice formy byly odklopné. Jádro formy

vytvářející dutinu bylo opatřeno klouby, které při odformování umožňovaly oddálit stěny jádra od stropnice bez rozebírání. Jednotlivé dráty byly ukládány ručně. Předpínací síla byla vyvozována a předpětí bylo zaváděno hydraulickými válci. Tvrdnutí betonu nebylo urychlováno. Cena stropu ze stropnic byla o 15 % nižší než cena stropu ze železobetonových panelů. Protože pracná výroba tenkostěnných stropnic neplnila plánovací ukazatel výrobnosti v m3 betonu na m2 výrobny a protože stropní konstrukce hmotnosti 250 kg/m2 nevyhovovala požadavkům na průzvučnost, přestaly se stropnice po čtyřech letech vyrábět. Získané poznatky: • při hromadné výrobě mají pracovní postupy při nízké pracnosti umožňovat uspokojivou obratovost výrobního zařízení • pro nedostatek vhodných a levných izolací proti průniku zvuku není možné stropní konstrukce využitím předpjatého betonu vysoké značky vylehčovat pod úroveň hmotnosti 300 kg/m2, která se dosahuje i železobetonem B250 při menší spotřebě cementu. Pro zjištění významu úspory ocele byly vyvinuty [1] stropní nosníky z předem předpjatého betonu TIO-450 doplňované keramickými vložkami MIAKO (obr. 2). Nosníky z betonu B500 byly předepnuty spletenými dráty 20 ∅ P 2 × 2 a vyztuženy třmínky z páleného drátu ∅ 2 mm. Nosníky odpovídaly typizovanému žele-

zobetonovému nosníku PZT 6-450 při úspoře 74 % ocele. Po cenovém porovnání obou nosníků, bylo od dalšího sledování nosníku TIO-450 upuštěno. Obdobně byl vyvinut dutinový stropní panel z předem předpjatého betonu B500 odpovídající typizovanému železobetonovému panelu PZD52 při úspoře 71,5 % oceli, ale při vyšší ceně. Bylo zřejmé, že se předpjatý beton i přes podstatnou úsporu oceli proti železovému betonu téže konstrukční úpravy neprosadí a že zmenšení spotřeby oceli nedozná uznání. Nevýhodný poměr cen předpjatého a železového betonu byl dán i tím, že tehdy byla betonářská výztuž dodávána v intervenční snížené ceně, ale nově zaváděná předpínací výztuž v ceně odpovídající výrobním nákladům. Cena hladkého patentovaného drátu byla až čtyřnásobkem ceny betonářské výztuže téže hmotnosti. Pro zmenšení spotřeby předpjatého betonu byl vyvinut kazetový stropní panel z betonu B500 (obr. 3). Podélná žebra byla předem předepnuta dráty 15 ∅ P 3 × 3, příčná žebra byla vyztužena betonářskou výztuží. Aby strop vyhovoval požadavkům průzvučnosti, byl panel doplněn plynosilikátovými vložkaObr. 3 Průřez kazetového panelu Fig. 3 Cross-section of the ribbed panel Obr. 4 Průřez panelu systému Schäfer Fig. 4 Cross-section of the panel Schäfer

Obr. 1 Průřez stropnice TPM 450 Fig. 1 Cross-section of the ceiling element TPM 450 Obr. 2 Průřez nosníku TIO-450 Fig. 2 Cross-section of the beam TIO-450

34


1/2005

M AT E R I Á LY A T E C H N O L O G I E M AT E R I A L S A N D T E C H N O L O G I E S mi, které byly osazovány do formy před betonováním panelu. Při zatěžovacích zkouškách panel vyhověl všem požadavkům, ale opět nebyl schopen cenové soutěže s železobetonovým panelem. V NDR se uplatnily stropní panely z předem předpjatého betonu systému Schäfer vyráběné v pásech plynulým způsobem Stasa. Panely byly v horní a spodní části z hutného betonu předepnuty dráty 38 ∅ P 2 × 2,5 (obr. 4). Vnitřní část vylehčená štíhlými dutinami byla z lehkého betonu s kamenivem z cihelné drtě. Plynulý způsob betonování vibrotažením neumožňoval panel vyztužit betonářskou výztuží. Panely byly vyráběny v pásech na dráze dlouhé 200 m umístěné na volném prostranství. Pásy byly betonovány za vibrace ze tří násypek betonovacího stroje pojíždějícího po kolejích nad dráhou. Stroj vytvářel vylehčovací dutiny ve vnitřní části panelu. Pásy byly betonovány ve vrstvách až do výšky dvou metrů. Mezi vrstvami byl rozprostírán písek nebo papír. Jednotlivé vrstvy byly betonovány s odstupem 24 hod. Předpětí bylo zaváděno po sedmi až deseti dnech. Z předpjatého pásu byly pilou s karborundovými kotouči odřezávány panely požadované délky. Výrobní zařízení Stasa bylo neuváženě dovezeno z NDR. Bylo osazeno v Radotíně se záměrem výroby předpjatých stropů systému Schäfer. Protože u nás nebylo tolik cihelné drtě jako po válce v NDR, nebylo možné splnit tento záměr. Vyráběné předpjaté panely z hutného betonu nemohly soutěžit se zavedenými železobetonovými panely. Výroba omezená na předpjaté plné desky tlusté 50 až 80 mm pro zastřešení probíhala bez podstatných potíží. Jednou ale došlo k nežádoucímu poklesu předpětí, protože závaží, uložené ve studni a určující sílu v předpínací výztuži, bylo nadlehčováno vodou, která nadměrně pronikla do studny. Plně automatizované ukládání a napínání předpínací výztuže strojem Pp10 bylo zavedeno při výrobě stropních žebrových panelů rozměrů 6 × 1,2 × 0,29 m z betonu B400 (Ing. J. Vondrášek). Dráty 12 ∅ P 3 × 3 příslušné jednotlivým žebrům byly napínány strojem ve dvou fázích (obr. 7). V prvé fázi byl drát ovíjen pod malým napětím člunkovým strojem kolem kotevních klínů osazených na šikmá čela pomocné rozpěry. V druhé fázi byl drát napnut stlačením kotevních klínů po šikmých klínových čelech rozpěr-

Obr. 5 Betonovací stroj Stasa Fig. 5 Concreting machine Stasa Obr. 6 Čelo předpínací dráhy Stasa Fig. 6 End of the prestressing line Stasa

né formy. Poměrně složitý stroj Pp10 se u jiných panelů neuplatnil. Je zřejmé, že se předpjatý beton obtížněji prosazoval u stropů než u mostů, nádrží, průmyslových staveb, pražců a stožárů, kde se mohly uplatnit jeho technické výhody (např. snížení hmotnosti konstrukcí, vyloučení vzniku trhlin, odolnost vůči opakovanému a střídavému namáhání). Další vývoj Při dalším vývoji bylo nutné rozhodnout o způsobu hromadné výroby panelů, o předpínací výztuži a o jejím kotvení soudržností. Hromadně je možné stropní panely vyrábět ve formách na lince nebo v pásech. Linky jsou vhodné pro jednoúčelovou výrobu panelů stejných rozměrů s velkou četností. V pásech se dají vyrábět panely stejného průřezu, které se v požadovaných délkách z vybetonovaného pásu odřezávají. Tehdy drátovny dodávaly pouze hladký drát. Úpravy nutné pro ukotvení předpínací výztuže v betonu soudržností zajišťovala stavební výroba sama. Vyvinuté spletené dráty bylo možné ukotvit soudržností v betonu značky nejméně B400. Proto byly hledány úpravy drátů, které by umožnily ukotvení v levnějším betonu B250. Tomu vyhověly zlaněné dráty ∅ P 3 (2 × 2), které byly svinuty ze tří spletených drátů ∅ P 2 × 2. Zlaněné

dráty byly určeny pro výrobu v pásech [2]. Souběžně vyvinuté přikotvení hladkého drátu smyčkou obemykající zabetonovanou ocelovou trubku se uplatnilo při ukládání napnutého drátu ovíjením do rozpěrné formy při výrobě na lince [2]. Ovíjení ale vyžadovalo poměrně složité jednoúčelové napínací zařízení. V roce 1959 byla ve spolupráci složek hutnictví a stavebnictví vyvinuta žebírková tyčová předpínací výztuž z oceli 10607 o vyznačené mezi kluzu 600 MPa a pevnosti 900 MPa [2]. Tvářením za studena ve stavební výrobě nabyla ocel smluvní mez kluzu 0,2 až 810 MPa. Tváření tyčí mohlo probíhat mimo proces napínání nebo i při vlastním napínání. Žebírkové tyče byly určeny pro předpínací výztuž kotvenou soudržností v předem předpjatém betonu B250 vyráběném na lince. Bylo možné je napínat hydraulickými válci nebo ohřevem. Před napínáním byly konce tyčí opatřeny kotvením, kterým se

Obr. 7 Napínací stroj Pp10 Fig. 7 Prestressing machine Pp10


1/2005

35



Zavedená lana, nahrazující dosud používané spletené dráty, umožnila zmenšit počet vložek předpínací výztuže v konstrukci a snížit pracnost s jejím ukládáním a napínáním. Tyto výhody převážily nutnost vyrábět beton vyšší značky i ve výrobnách navyklých na beton B250. Jednotlivá lana jsou napínána hydraulickým válcem a kotvena v samosvorných kotvičkách s trojdílnými čelistmi.

Obr. 8 Betonování panelu PPD Fig. 8 Panel PPD concreting

po napnutí opíraly o vidlicové čepy vyčnívající z rozpěrných forem. Osvědčilo se kotvení třmeny s ozubenou drážkou, do které byly tyče zatlačeny. Kotvení dvěma příložkami přivařenými na oba konce tyče bylo záhy zavrženo, protože svar u obtížně svařitelné oceli 10607 způsoboval náhlé porušení napínaných tyčí, což ohrožovalo zdraví pracujících. Od roku 1964 byla na popud stavebnictví [2] v našich drátovnách vyráběna lana ∅ L 12,5 vhodná pro předpínací výztuž kotvenou soudržností v panelech z předem předpjatého betonu značky nejméně B400 vyráběných v pásech. Obr. 9 Čelo rozpěry Spandeck Fig. 9 End of the mould Spandeck

Panely vyráběné na lince Využití předpjatého betonu v hromadné výrobě bylo usnadněno zavedením ČSN 73 0006 „Unifikace rozměrů ve výstavbě“, která stanovila tyto skladebné rozměry stropních panelů: délku 6 m, šířku 1,2 nebo 2,4 m a výšku 0,2 m. Při konstrukční výšce 0,19 m nemohl železobeton vyhovět požadavkům mezního stavu přetvoření, ale předpjatý beton mohl uplatnit výhodu větší tuhosti. V roce 1959 byla proto na výrobní lince zahájena hromadná výroba dutinových stropních panelů z předem předpjatého betonu B250 rozměrů 5,99/2,39 (1,19)/ 0,19 m označených PPD. Byly předepnuty tyčemi ∅ Y12 až 16 z ocele 10607 napínanými elektroohřevem. Mimo linku byly tyče tvářeny za studena tahem, po koncích opatřeny kotevními třmeny s ozubenou drážkou a ohřátím průchodem elektrického proudu na 350 °C prodlouženy. Ohřáté tyče byly ručně vkládány do rozpěrných forem. Při chladnutí se kotevní třmeny opíraly o vidlicové čepy. Předpínací síla ve vychladlé tyči byla Obr. 10 Betonový pás po přeříznutí Fig. 10 Concrete stripe after cutting

36

dána rozdílem vzdáleností styčných ploch jednak na třmenech po vychladnutí tyče a jednak na vidlicových čepech. Mřížky svařované z betonářské výztuže byly užity při horním povrchu panelu jako rozdělovací výztuž a mezi dutinami jako třmínky. Po koncích panelu byla osazena závěsná oka. Při betonování na vibračním stole byly dutiny v panelu vytvářeny vysouvatelnými jádry (obr. 8). Tvrdnutí betonu bylo urychlováno rychloohřevem za teploty až 98 °C. Aby nedošlo k nakypření betonu únikem vody, byl povrch panelů zatížen ocelovou deskou. V propařovacím tunelu byly pro lepší využití prostoru formy i s deskami uloženy ve sklonu 45 °. Předpětí bylo do panelů zaváděno přeříznutím tyčí po pěti hodinách od vybetonování. Na lince byla forma přemísťována po pracovištích určených pro jednotlivé pracovní úkony. Panely PPD byly zavedeny u panelových soustav T-08B, VVÚ-ETA a LARSEN-NIELSEN. Panely vyráběné v pásech V zahraničí bylo zavedeno několik systémů výroby dutinových panelů v pásech. Lana jsou ukládána na celou délku pásu. Pásy stálého průřezu jsou betonovány v celku vibrotažením betonovacím zařízením za průběžné vibrace a po zavedení předpětí jsou rozřezávány pilou na požadované délky. Tvrdnutí betonu je obvykle urychlováno proteplováním. U systému Spandeck je pás betonován na ocelové rozpěře dlouhé 100 m, pojíždějící pod stabilním betonovacím strojem Pokračování na straně 50


1/2005

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

SCHÖCK – WITTEK S.R.O. Firma Schöck-Wittek s. r. o. je výhradním zástupcem pro Českou a Slovenskou republiku německé společnosti Schöck Bauteile GmbH, která se etablovala na našem trhu v roce 1995. Firma Schöck se zabývá více než 40 let výrobou a vývojem prvků do železobetonových konstrukcí. Od roku 1983 se věnuje výrobkům zamezujícím tepelným mostům, akustickým mostům a speciálním prvkům do železobetonu, jako jsou smykové výztuže na propíchnutí, smykové trny do dilatačních spár nebo šroubové spoje výztuže. ŘEŠENÍ TEPELNÝCH MOSTŮ Tepelné mosty jsou oblasti stavebních prvků, u nichž dochází k vyšším únikům tepla, ať již z důvodů materiálových nebo konstrukčních, než v oblasti jiných stavebních prvků. Z důvodu vyšších tepelných ztrát dochází k dalšímu snižování povrchové teploty v oblasti tepelných mostů. Klasickým typem konstrukce, u níž dochází k tepelnému mostu jsou vykonzolované železobetonové části objektů, a nejen ty, u kterých se jedná o kombinaci geometrických tepelných mostů (efekt ochlazovacích žeber) a materiálových tepelných mostů (beton, výztuž). U konstrukcí s neřešenými tepelnými mosty dochází ke zvýšené spotřebě tepelné energie, ke snížení prostorové teploty v oblasti tepelných mostů a k termicky podmíněným trhlinám v přilehlých konstrukcích. Sekundárními důsledky je vznik vlhkých míst na vnitřních stranách zdí, vznik nebezpečí přítomnosti plísňových škůdců, další zhoršení tepelné izolace u vlhkých konstrukčních materiálů a omezení pohodlí uživatelů objektů. Rostoucí význam tepelných mostů je zohledněn i v platných tepelně technických ČSN. Jak již bylo uvedeno, firma Schöck své prvky neustále vyvíjí. Důkazem je i nová vývojová řada prvků Isokorb s novým tlačeným modulem HTE z vyztuženého vysokopevnostního drátkobetonu s umělohmotným pouzdrem, které zaručuje bezporuchový průběh pohybu a opět snižuje tepelné ztráty, až o 30 % oproti předešlému modelu. Tímto vylepšením se prvek Isokorb po technické stránce ještě více vzdálil konkurenčním výrobkům. Důležitou vlastností všech prvků Schöck Isokorb je možnost jejich provedení s požární odolností až 90 min. V sortimentu firmy Schöck jsou v první řadě prvky řešící tepelný most v materiálovém přechodu beton-beton. Jsou to prvky Isokorb KX, KF – pro vykonzolované desky, pro kloubově uložené desky pak Isokorb V a Q. Pro detail přerušení ve vnitřních polích jsou prvky Isokorb D (±M, ±Q), pro tvarově atypické konstrukce konzol pak prvky Isokorb KX-HV, KX-BH, KX-WO, KX-WU. Další případy specifických detailů atik, parapetů či krátkých konzol řeší prvky Isokorb A, F a O, nebo stěnové nosníky Isokorb W a konzoly průvlaku Isokorb S. Všechny druhy Isokorbů se dají provést v atypickém „Sonder“ provedení, dle požadavku odběratele. Dalším materiálovým přechodem je beton v kontaktu s ocelovou konzolou – Isokorb KS, pro kloubově uložený ocelový nosník pak Isokorb QS. Vari-

abilnost konstrukčně materiálových modelů uzavírá přerušení tepelných mostů v čistě ocelových provedeních, kde je konzola řešena prvkem Isokorb KST a kloubové uložení prvkem Isokorb QST. Návrh prvků Isokorb usnadňuje originální software vyvinutý firmou Schöck. Tepelné mosty v patě zdiva se řeší tepelně izolačními tvárnicemi Novomur (Novomur light classic). ŘEŠENÍ AKUSTICKÝCH MOSTŮ Technická kvalita ochrany proti hluku v bytě je určena stavebním dílcem s nejmenší úrovní protihlukové ochrany. Právě přenos hluku kroků ze schodišť může být pociťován jako obzvláště obtěžující a rušivý. U konstrukcí s neřešenými akustickými mosty dochází ke zvýšenému přenosu zvuku konstrukcemi, což má za následek sníženou kvalitu užívání prostor v budovách a rovněž negativně ovlivňuje psychiku i zdraví osob, které se v těchto prostorách dlouhodoběji vyskytují. Firma Schöck-Wittek nabízí k řešení těchto problémů s akustickými mosty výrobky Tronsole. Ty jsou určeny k řešení detailů přechodu konstrukce železobetonových schodišť do konstrukcí železobetonových stropů (napojení schodišťového ramene a stropní desky), což reprezentují prvky Tronsole T, F a B. Druhou typologií je řešen detail uložení schodišťové železobetonové konstrukce na nosné stěny schodišťového prostoru (napojení mezipodesty nebo schodišťového ramene na schodišťovou stěnu), a to prvky Tronsole AZ, AZT v případě monolitických procesů, nebo prefabrikátů Tronsole ZF. Detail uložení štíhlých konstrukcí schodišť řeší prvek Tronsole QW, kde lze rovněž docílit požární odolnosti vložením protipožární manžety do spáry, pro použití jak v monolitu, tak i v prefabrikaci. Pro ucelení sortimentu je k dispozici prvek Tronsole R, který zvukově odděluje jednotlivé stupnice od konstrukce schodišťového ramene. SMYKOVÁ V ÝZTUŽ PROTI PROPÍCHNUTÍ Schöck Bole je smyková výztuž proti propíchnutí, která zajišťuje optimální přenos sil a nabízí vysokou míru a jistotu montáže. Usnadňuje nám bednění a armování konstrukcí, dopomáhá k optimálnímu využití prostoru. Hodí se pro stavby monolitické i prefabrikované. Smykové lišty se dodávají v několika variantách provedení. Základní varianta Bole standard v provedení s distančními kozičkami pro účel montáže po uložení dolní výztuže. Bole-U je variantou pro osazení před uložením dolní výztuže, Bole-O pro osazení po uložení horní výztuže a Bole-G pro osazení na výztuž filigránových příhradových nosníků. Návrh prvků Bole se provádí pomocí originálního software firmy Schöck. SMYKOVÉ TRNY DO DI L ATAČ N ÍCH SPÁR Trny Schöck nabízejí spojovací prvek pro přenos smykových sil v dilatačních spárách, který je jistý, promyšlený a jednoduchý. Kompaktní realizace tohoto jednotlivého posuvného trnového systému se hodí jak pro přenos velkých sil – Schöck SLD plus, tak pro použití u relativně nízkých tlouštěk stavebních dílů – Schöck ESD. Jednoduchý montážní prvek, který je k dostání v různých variantách, včetně možnosti podélného pohybu v dilatační spáře, je tak použitelný v nejrůznějších případech. Vysokou odolnost proti korozi zajišťuje nerezové provedení. Požární odolnost až 90 minut je docílena vložením protipožární manžety do dilatační spáry. Jak je patrno, firma Schöck neustále vyvíjí a zdokonaluje výrobní řadu prvků do železobetonových konstrukcí a tím naplňuje své moto einfach besser bauen – jednoduše lépe stavět. Schöck – Wittek s.r.o. 747 05 Opava, Holasická 2 tel./fax: +420 553 788 308 e-mail: [email protected], www.wittek.cz


1/2005

37

VĚDA

A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH

VLIV

VYSYCHÁNÍ NA ÚNOSNOST, POUŽITELNOST A ŽIVOTNOST BETONOVÝCH PRVKŮ A KONSTRUKCÍ DRYING EFFECT ON STRENGTH, SERVICEABILITY AND DURABILITY OF CONCRETE ELEMENTS AND STRUCTURES KAREL BAUER, VLADIMÍR ČERVENKA, VLADIMÍR KŘÍSTEK Smršťování betonu v důsledku vysychání může značně ovlivnit chování betonových konstrukcí. V rámci této studie byly účinky vysychání sledovány u komorových mostů a vyhodnoceny pomocí numerické simulace skutečného chování založené na nelineární analýze metodou konečných prvků. Uvážení účinků smršťování vede k podstatnému zvýšení průhybů. Drying shrinkage can have a significant effect on strength, serviceability and durability of concrete structures. The present study investigates the effects of drying on box girder bridges with help of numerical simulation of real behavior based on the non-linear finite element analysis. Considering the drying effect leads to a considerable increase of deflection. Je zřejmé, že pro objektivní posouzení skutečného chování betonových prvků a konstrukcí při vyšších úrovních namáhání nestačí běžný pružný výpočet založený na krajně zjednodušených materiálových modelech. Řešení, pokud má uspokojivě respektovat reálné chování betonu, nelze limitovat předpoklady pružnosti a linearity. Materiálový model musí vystihovat jak poškozování betonu v tlaku bez trhlin, tak i poškozování betonu po vzniku trhlin, spolupůsobení betonu a výztuže, výztužné pruty i sítě, a též tahovou houževnatost betonu. Je nutno řešit i pokritické chování konstrukce po dosažení únosnosti na sestupné větvi diagramu zatížení-průhyb. Vhodný přístup, využívající poznatků založených na nelineární lomové mechanice, je uveden v [2] a [3].

Je třeba si uvědomit, že výchozím stavem je konstrukce namáhaná napětími vyvolanými nerovnoměrným vysycháním a teplotními vlivy, které začaly působit obvykle ještě dávno před zavedením vnějšího zatížení konstrukce, řešení tohoto stavu je popsáno v [1]. Znamená to, že konstrukce (nebo konstrukční prvek) – i když není zatížena – má v sobě napětí, často takových intenzit, že vyvolávají vznik a rozvoj trhlin v povrchových oblastech a typické nelineární jevy. Proto při sledování chování konstrukce po zavedení vnějšího zatížení a při jeho postupném zvyšování je třeba vyjít ze stavu napětí vyvolaného vlivy objemových změn. Jednotlivé prvky (např. mostní konstrukce) byly nejprve vystaveny vlivům vysýchání a po zabudování do konstrukce, v průběhu funkce mostu, zatěžovány dalším vnějším zatížením. Převzetí tohoto užitného zatížení je základní funkcí konstrukce. Otázkou proto je, jaká je únosnost prvku prvotně zasaženého vlivy vysýchání (popř. i vlivy teploty) ve srovnání s prvkem, u něhož by tyto vlivy byly ignorovány, tj. jak ovlivňuje primární poškození prvku vlivem vysýchání a teploty jeho únosnost a deformace. Obr. 1 Řešený mostní segment Fig. 1 Bridge segment under consideration

38

Obr. 2 Uspořádání, rozměry a vyztužení řešeného mostního segmentu [1] Fig. 2 Geometry, dimensions and reinforcing of analyzed bridge segment [1]

Pro příklad kvantifikace tohoto počátečního vlivu objemových změn na únosnost a použitelnost železobetonových prvků byl vybrán komorový průřez mostu (obr. 1 a 2), jehož chování při vystavení vlivům vysychání bylo sledováno v [1]. Počáteční stav rozložení napětí v tomto segmentu charakterizující vliv vlhkosti a teploty je zřejmý z obr. 3. Zde jsou zobrazena rozložení těchto napětí po tloušťce prvků pro několik typických oblastí segmentu; tato napětí jsou závislá nejen na stáří betonu a na vzdálenosti uvažovaného bodu od povrchu, ale též na poloze sledovaného místa. Je zřejmé velmi nelineární, časově proměnné rozložení napětí, s maximem dosaženým v nízkém stáří betonu. Je též patrný značný vliv tahového změkčení betonu při vzrůstajících deformacích vrstev a vzniku trhlin při povrchu – napětí zde klesá. Dokonce v oblastech, kde by výpočet bez respektování účinků vysychání poskytl tlaková napětí, vznikají napětí tahová. Nejvyšších tlakových napětí je dosaženo ve vnitřní části


1/2005

VĚDA SCIENCE

A VÝZKUM RESEARCH

AND

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

Obr. 4 Ovlivnění vztahu mezi průhybem a zatížením horní desky mostního segmentu prvotními objemovými změnami betonu – závislost průhybu středu horní desky na zatížení Fig. 4 Effect of initial volume changes on load-deflection relation of top slab of the bridge segment – relationship between deflection of the slab midspan and loading Obr. 5 Oblasti trhlin vyvolaných smršťováním v nezatíženém segmentu Fig. 5 Crack pattern in the segment due to shrinkage only

Obr. 3 Rozložení napětí po tloušťce prvků pro čtyři typické oblasti segmentu; napětí jsou závislá na stáří betonu, na vzdálenosti uvažovaného bodu od povrchu a na poloze sledovaného místa [1] Fig. 3 Stress distribution through the thickness of walls for four typical regions of segment; stresses are dependent on concrete age, distance from the surface and location [1]

tenké spodní desky. Tlaková napětí jsou zde vyvolána nutností vyrovnat tahová napětí vzniklá při površích. Napětí v příčné výztuži dosahují hodnot 20 MPa. Prokazuje se tedy, že běžné technické výpočty návrhové praxe, které jsou založeny na charakteristikách celých průřezů (moment setrvačnosti, průřezová plocha) a kde taktéž projevy dotvarování a smršťování betonu jsou vztaženy jako střední charakteristiky k celému průřezu, jsou nepoužitelné, neboť poskytují nesprávné, zavádějící výsledky, podstatně rozdílné od uvedeného výstižného řešení. Je zřejmé, že napětí získaná takovýmto výpočtem nerespektujícím skutečný nerovnoměrný proces vysychání jsou pouze fiktivní. Uvedená studie sleduje chování segmentu při postupném zvyšování rovnoměrného zatížení horní desky až po dosažení konečné únosnosti. Výpočet byl proveden použitím programu SBETA založeného na metodice uve-

dené v [2]. Jsou porovnávány dva přístupy: • v případě A nebyly vzaty v úvahu projevy vysychání a doprovodného smršťování betonu, • v případě B tyto účinky respektovány byly. Pro případ B je výchozím stavem rozložení napětí a porušení mostního segmentu – jako důsledek vlivu vysychání – stav naznačený na obr. 3. V obou případech byl mostní segment přitěžován postupnými kroky zatížením rovnoměrně rozloženým po povrchu horní desky. Řešení bylo provedeno metodou arc-length s automatickou úpravou velikosti zatěžovacího kroku. Základní hodnota přírůstku zatížení odpovídala 1,25 kN/m2. Materiálové charakteristiky betonu a oceli použité ve výpočtu jsou uvedeny v tab. 1. Pro porovnání obou případů je nejprve na obr. 4 zobrazena závislost průhybu středu šířky horní desky na velikosti


1/2005

zatížení horní desky mostního segmentu. Jak je zřejmé z obr. 4, má počáteční stav napětí vyvolaný objemovými změnami Tab. 1 Materiálové charakteristiky pro nelineární výpočet Tab. 1 Material parameters for non-linear analysis Materiálový parametr

Hodnota Beton

Pevnost v tlaku [MPa]

42,5

Modul pružnosti [MPa]

36950

Pevnost v tahu [MPa]

3,257

Lomová energie [MN/m]

0,000050

Poissonovo číslo

0,2

Objemová hmotnost vyztuženého betonu [t/m3]

2,5

Výztuž Modul pružnosti [MPa] Mez kluzu [MPa]

200000 640

39

VĚDA


a) případ A – bez uvažování smršťování, zatížení horní desky 25 kN/m2 a) case A – without shrinkage, loading of top slab 25 kN/m2 Obr. 6 Rozvoj trhlin v segmentu při provozním zatížení (na 30 % únosnosti): a) při ignorování vlivů objemových změn, b) při jejich respektování Fig. 6 Crack pattern in the segment under service load (30% of ultimate load): a) without volume change effect, b) with consideration of volume change effect

poměrně malý vliv na celkovou únosnost řešené konstrukce, která se v obou případech pohybuje okolo 75 kN/m2. Zcela zásadní je však nárůst průhybů v důsledku prvotního zasažení konstrukce vlivy objemových změn. Při zatíženích na úrovni 25 kN/m2 (tj. jedné třetiny meze únosnosti prvku) vzroste průhyb vlivem objemových změn více než o třetinu oproti případu, kdy je tento vliv opomenut. Pro nižší hodnoty zatížení je nárůst ještě dramatičtější: průhyb při uvaObr. 7 Rozvoj trhlin v segmentu při zatížení na mezi únosnosti: a) při ignorování vlivů objemových změn, b) při jejich respektování Fig. 7 Crack pattern in the segment under ultimate load: a) without volume change effect, b) with consideration of volume change effect

žování objemových změn může být i více než dvojnásobný. Objemové změny ovlivňují vznik a vývoj trhlin v betonovém prvku. Zatímco v případě, kdy objemové změny nejsou respektovány (případ A) se předpokládá, že nezatížený prvek je bez napětí a tudíž i bez trhlin a deformací, je ve skutečnosti (případ B) situace zcela odlišná. Vlivem objemových změn vznikají v prvku počáteční napětí přesahující mez pevnosti v tahu a vznikají zde trhlinky. Jakým způsobem je nezatížený prvek zasažen trhlinami je dobře patrné z obr. 5. Je zřejmé, že zatěžujeme-li stejným režimem totožný, avšak v jednom případě neporušený a ve druhém případě již trhlinkami porušený mostní segment, bude se odlišným způsobem vyvíjet nejen deformace konstrukce, ale i další rozvoj a rozšiřování trhlin. Je to způsobeno rozdílnými parametry takto „totožných“ prvků. Porovnáním obr. 5 s 6 a), b) je dobře patrný rozdíl v rozvoji trhlin pro oba případy při úrovni zatížení horní desky 25 kN/m2, tedy při cca 1/3 únosnosti. Zatímco v případě, kdy s počátečními objemovými změnami nepočítáme, je trhlinami zasažena pouze horní deska, a to jen v oblastech největších ohybo-

a) případ A – bez uvažování smršťování, zatížení horní desky 75 kN/m2 a) case A – without shrinkage, loading of top slab 75 kN/m2

40

b) případ B – s uvažováním smršťování, zatížení horní desky 25 kN/m2 b) case B – with shrinkage, loading of top slab 25 kN/m2

vých momentů a částí stěn, v druhém případě je segment zasažen podstatně masivněji. Trhliny jsou rozšířeny ve stěnách i ve spodní desce, a to při obou površích. Horní deska je již potrhána v celém rozsahu. Stejně markantní rozdíl je vidět na obr. 7 a), b) pro zatížení na mezi únosnosti. Tvar průřezu mostního segmentu po deformaci je uveden pro oba případy, při zatížení na úrovni 30 % meze únosnosti na obr. 8 a na mezi únosnosti na obr. 9. Samotný tvar deformované konstrukce se pro případy, kdy je s objemovými změnami počítáno, příliš neliší od případu, kdy je smrštění zanedbáno. Výrazně rozdílná je však absolutní velikost průhybu jednotlivých bodů konstrukce. Při uvažování smršťování má průhyb středu horní desky na úrovni meze únosnosti velikost 75 mm, což je o 5 mm více oproti případu, kdy se smršťováním nepočítáme. Na úrovních blízkých hodnotám provozního zatížení je rozdíl ještě markantnější. Průhyb při uvažování smršťování se zvětší ze 14 na 21 mm, což představuje padesátiprocentní nárůst. Z hlediska životnosti konstrukce je podstatné zasažení segmentu trhlinami;

b) případ B – s uvažováním smršťování, zatížení horní desky 75 kN/m2 b) case B – with shrinkage, loading of top slab 75 kN/m2


1/2005

VĚDA SCIENCE

Obr. 8 Deformace mostního segmentu při zatížení na 30 % únosnosti (25 kN/m2, deformace 10x převýšeny) Fig. 8 Deformed form of bridge segment under 30 % of ultimate load (25 kN//m2, deformations magnified 10x)

významné je jejich rozmístění a zejména jejich šířky. I toto kritérium jednoznačně naznačuje, že zanedbání vlivu prostředí v návrhu betonových prvků může vést k podstatnému zvýšení rizika koroze, a tudíž ke znehodnocení konstrukce. Na grafech vyznačených na obr. 10 je dobře patrné zasažení horní desky průřezu trhlinami i jejich šířky pro oba řešené případy, a to jak při spodním, tak při horním okraji. U případu, kdy není počáteční stav vyvolaný objemovými změnami respektován, je při zatížení na cca 1/3 meze únosnosti horní deska zasažena trhlinami zhruba ze 40 % (buď při horním, nebo při dolním povrchu – obr. 6). Maximální šířka trhlin je 0,11, resp. 0,07 mm. Pokud do výpočtu vliv vysychání a doprovodného smršťování zahrneme, je prakticky celá horní deska zasažena trhlinami (buďto při horním, nebo při dolním povrchu – obr. 7). Šířka trhlin dosahuje 0,09 mm. Zatímco šířka trhlin je v obou případech

AND

A VÝZKUM RESEARCH

Obr. 9 Deformace mostního segmentu při zatížení na mezi únosnosti (75 kN/m2 – mezní zatížení, deformace 10x převýšeny) Fig. 9 Deformed form of bridge segment under 3ultimate load (75 kN/m2, deformations magnified 10x)

Výsledky byly získány v rámci řešení grantových projektů 103/02/1005 a 103/02/0020 podporovaných Grantovou agenturou ČR a výzkumného záměru ČVUT – Stavební fakulty CEZ J04/98:210000003. Článek byl lektorován.

prakticky shodná, je markantní (více jak 100%) rozdíl v rozsahu oblastí, které jsou trhlinami zasaženy (obr. 10). Srovnání rozvoje a šířky trhlin ve stěnách a spodní desce pro oba případy vede ke stejným závěrům. Obdobná maximální šířka trhlin v obou případech je dána poměrně silným vyztužením analyzovaného prvku. Výztuž limituje nárůst šířky jednotlivých trhlin a vede k rovnoměrnému rozdělení většího počtu trhlin na větší oblast konstrukce. V případě slabě vyztuženého nebo (hypoteticky) prostého betonu by došlo zřejmě k nárůstu šířky jednotlivých trhlin. Z uvedených výsledků je zřejmé, že podcenění vlivu počátečního zasažení objemovými změnami může vést k neúměrnému riziku, a ve svých důsledcích k možnému znehodnocení konstrukce. Zatímco z hlediska celkové únosnosti není tento vliv příliš závažný, je naopak zcela podstatný z hlediska mezního stavu použitelnosti a zejména z hlediska životnosti konstrukce.

Obr. 10 Šířka trhlin v horní desce při zatížení na 30 % únosnosti Fig. 10 Crack width along the face of the top slab under 30 % of ultimate load

��

Ing. Karel Bauer, CSc. PIT, o. p. s. Choceradská 13, 141 38 Praha 4 e-mail: [email protected], www.pti.cz Ing. Vladimír Červenka, PhD Červenka Consulting Předvoje 22, 162 00 Praha 6 tel.: 220 610 018 e-mail: [email protected], www.cervenka.cz Prof. Ing. Vladimír Křístek, DrSc. Katedra betonových konstrukcí a mostů Fakulta stavební ČVUT Thákurova 7, 166 29 Praha 6 tel.: 224 353 875 e-mail: [email protected]

��

��


��

��

Literatura: [1] Bažant Z. P., Křístek V., Vítek J. L.: Drying and Cracking Effects in Box–Girder Bridge Segment, Journal of Structural Engineering, Vol. 118, No. 1, 1992, pp- 305–321 [2] Červenka V.: Constitutive Model for Cracked Reinforced Concrete, Journal ACI, Proc. V. 82, Nov-Dec., No. 6, pp. 877– 882, 1985 [3] Červenka V.: fib Sympozium 1999 Praha, Sekce 3: Modelování betonových konstrukcí, Beton a zdivo, VII, 2000/2, pp. 10–12, 1999

��

��

��

��

��

��

��

�

�

�

�

�

�

��

1/2005

41

VĚDA


STATICKÉ

PROBLÉMY PŘI REGENERACI PREFABRIKOVANÝCH

BUDOV STATIC PROBLEMS RELATED TO RESTORATION OF PRECAST CONCRETE BUILDINGS ŠEJNOHA JIŘÍ, FAJMAN PETR, K U K L Í K P AV E L Příspěvek se zabývá statickými problémy souvisejícími se zakládáním budov na deformujícím se podloží. Pozornost je věnována náhodným poklesům a dlouhodobým deformacím způsobeným konsolidací podloží, dotvarováním a smršťováním vrchní betonové stavby. The presented paper concerns with the static problems related to the precast concrete buildings founded on deforming subsoil. Attention is paid to random subsidencies and long-term deformations due to consolidation of the subsoil as well as to creep and shrinkage in the upper-structure. V rámci projektu regenerace panelových budov narážíme na specifické problémy související převážně s interakcí stavby s podložím a s interakcí mezi primárně nosnou a primárně nenosnou konstrukcí. Pro každý problém jsou charakteristické některé zvláštnosti. V případě interakce stavby s podložím se jedná zejména o problematiku spojenou se zakládáním na nestabilizovaném podloží. Mezi nejsložitější úlohy, a to nejen po stránce teoretické, ale i praktické, patří zakládání na poddolovaném území. Je nebezpečné zejména náhodným charakterem poklesů či propadů podloží. Tyto jevy zvyšují v závislosti na rozsahu poklesové zóny pravděpodobnost selhání hlavně skeletových staveb, ať už jsou založeny

na patkách, pásech nebo deskách. Východiskem pro posouzení spolehlivosti takových staveb je vhodný model pro zatížení. V příspěvku je náhodný pokles podloží v čase i prostoru pojat jako FBC (Ferry Borges-Castanheta) model náhodných pulsů, který byl úspěšně aplikován např. v [1]. Tomuto tématu je věnována následující kapitola. Z hlediska hodnocení spolehlivosti stavby přináší značné potíže i založení budov na stlačitelných vrstvách, zejména za přítomnosti podzemní vody. Její kolísání má přímý dopad na hloubku aktivní zóny a tím výrazně ovlivňuje interakci stavby s podložím. Z uvedeného je zřejmé, že se nejedná jen o problém nových staveb, u nichž je interakce ovlivněna konsolidací podloží a dotvarováním a smršťováním vrchní stavby, ale i o stavby staršího typu. Z tohoto pohledu je třeba věnovat pozornost regeneraci budov v zátopových oblastech a budov založených hluboko pod hladinou podzemní vody. Teoretické modely pro řešení tohoto problému byly popsány např. v [2], [3], [4]. Praktické aplikace těchto modelů lze najít např. v [5], [6], [7]. Uvedenému tématu je věnována kapitola o založení budov.

�

�

��

��

�

��

��

42

��

� ��

�

�

��

�

Obr. 1 Prutový prvek v modelu MKP Fig. 1 Beam element in FE model

Regenerace prefabrikovaných staveb často přináší zásahy do nosné konstrukce. Mezi běžné zásahy patří rozšíření otvorů ve ztužujících stěnách či prolomení otvorů nových. Pokud se jedná o nízkopodlažní zástavbu a dostatečně stabilizované podloží, takovéto zásahy zpravidla nevyvolávají další opatření. Jedná-li se však o vysokopodlažní budovy, či o založení na deformujícím se podloží, je třeba věnovat pozornost zejména smykovým napětím v nadpražích. V první řadě je třeba tato nadpraží správně vymodelovat. Při aplikaci softwarových produktů založených na metodě konečných prvků (např. programový balík FEAT) musí být diskretizace nadpraží po výšce dostatečně jemná (min. 4 prvky). Z úsporných důvodů jsou často nadpraží modelována prutovými prvky. V takovém případě je třeba věnovat pozornost upnutí nadpraží do sousedních stěn. Na obr. 1a je nevhodný model s nepřijatelně poddajným připojením. Svislá výztuha dostatečné tuhosti nebo tuhé rameno doplňuje model na obr. 1b. Jeho délka je rovna výšce nadpraží a zajišťuje správné upnutí prutového prvku v modelu MKP, a tím i správné stanovení vnitřních sil působících v nadpražích. Nesrovnatelně složitější úlohou jsou půdorysné přístavby a vertikální nástavby. V prvním případě je třeba počítat s dopadem na stávající část budovy. Tento stav lze postihnout modelem popsaným v kaObr. 2 FBC proces s impulsy trvání ∆t a plošného rozsahu A Fig. 2 FBC process with pulses of duration ∆t and area square extent A


1/2005

VĚDA SCIENCE

pitole o založení. Při nástavbách je třeba věnovat pozornost interakci nosné konstrukce s konstrukcí nenosnou (s fasádní stěnou, příčkami). Jedná se o vliv postupu výstavby nových částí. Jeho význam roste s výškou objektu. Téma je diskutováno v poslední části článku a je ilustrováno jednoduchým příkladem. Teoretické základy pro tyto výpočty byly podány v příspěvcích autorů a jejich spolupracovníků uvedených výše. Z A LO Ž E N Í

BUDOV NA

Časoprostorový popis náhodných poklesů Na obr. 2a, b je znázorněno časoprostorové rozložení poklesů, které si můžeme představit jako realizaci náhodných pulsů FBC procesu. Pro určitost předpokládejme, že se během doby ∆t vytvoří v čase ti (obr. 2a) a bodě x pokles, který zasáhne oblast ∆A (obr. 2b). Nechť ν je střední intenzita FBC procesu vyjádřená počtem poklesů za rok. Její převrácenou hodnotu nazveme střední dobou návratu T0 = 1/ν. Symbolem e(t, x) je označena realizace náhodného poklesu, který v terminologii teorie spolehlivosti budeme chápat jako náhodný účinek E s hustotou rozdělení pravděpodobnosti fE (e(t, x)). Je třeba si uvědomit, že velikosti poklesů mají v jednotlivých časových okamžicích ti rozdílné hustoty fE (e(t, x)) a tedy i distribuční funkce FE (e(t, x)). V této studii budeme pro jednoduchost (ale i s ohledem na nedostatek statistických podkladů) považovat velikost poklesu za deterministickou veličinu E = e, která se ovšem v prostoru a čase vyskytuje náhodně. Nejprve budeme předpokládat, že se řada náhodných pulsů z obr. 2a realizuje v okolí ∆A daného bodu x. Pravděpodobnost výskytu poklesu v čase je zřejmě ∆t/T0 . Distribuční funkce podmíněná polohou x je pro t ≥ 0 znázorněna na obr. 3. Pro hodnocení spolehlivosti konstrukce jsou rozhodující maxima poklesů Emax. Omezíme se na stacionární případ, kdy se základní statistické parametry v čase nemění, a distribuční funkci rozdělení maxim vztažených k životnosti stavby vypočteme ze vztahu

FEmax (e ; e (x),TL ) = n

n

i =1

i =1

= ∏ (Ei ≤ e) = ∏ FE (e , e (x))

N E S TA B I L I Z O VA N É M Ú Z E M Í

TL = n ∆t , n...celé číslo,

Obr. 3 Distribuční funkce stacionárního FBC procesu s deterministickou velikostí poklesu ē(x) v okolí bodu x. Čerchovaně je naznačena distribuční funkce s náhodnou velikostí poklesů. Fig. 3 Distribution function of stationary FBC process with deterministic magnitude of subsidence ē(x), dotand-dash curve displays distribution function with random magnitude of subsidence e(x)

(1)

(2)

Distribuční funkce (2) má limitu pro ∆t → 0. Průběh této limitní funkce charakterizující „náhle“ vznikající poklesy je na obr. 4a. Na obr. 4b pak vidíme diskrétní rozdělení pravděpodobnosti maxim. Podrobnosti lze najít v [1]. Odolnost konstrukce Odolností konstrukce R(x) rozumíme pokles vzniklý v okolí ∆A bodu x, který je konstrukce s to zvládnout, aniž by došlo ke snížení její statické způsobilosti (nepřijatelné porušení nosných prvků) nebo k narušení schopnosti plnit funkční požadavky (nepřijatelné poruchy v nenosných prvcích, jako jsou příčky, fasádní panely, ale i nerovnosti podlah apod.). S ohledem na náhodné vlastnosti prvků konstrukce, jako jsou pevnost materiálů a konstrukčních prvků, či jejich tuhosti, bude i odolnost R náhodnou veličinou. Parametry konstrukce se obecně vyvíjejí v čase jakožto důsledek dotvarování, smršťování apod. Z tohoto pohledu je zajímavá zejména relaxace, jejímž důsledkem je postupné snižování sil vyvolaných poklesem. Proto při nízké intenzitě ν = 1/ T0 nebudou obecně vnitřní síly prostým součtem účinků jednotlivých poklesů. V této stati se i v případě odolnosti omezíme na stacionární případ, při němž se náhodné vlastnosti odolnosti v čase nemění. Vzhledem ke složitým strukturám staveb se při jejich stanovení patrně nevyhneme simulačním přístupům, jako jsou metody Monte Carlo, LHS, či jejich modifikace. Obr. 4 Distribuční funkce a diskrétní rozdělení maxim stacionárního FBC procesu Fig. 4 a) Cumulative distribution function, b) Propability mass function of maxima of stationary FBC process


1/2005

AND

A VÝZKUM RESEARCH

– FE (e,e(x)) �t/T0

1

1-�t/T0

e

– e (x)

Pravděpodobnost porušení Podrobně probereme speciální případ, kdy je oblast poklesu vymezena co do velikosti ∆A i polohy bodu x. Rezerva spolehlivosti Z bude funkcí deterministické velikosti poklesů ē(x), intenzity poklesů ν (resp. doby návratu T0 = 1/ν) a životnosti stavby TL , tj.

Zmin (e ; e ( x),(TL / T0 )) = = R( x) − Emax (e ; e ( x),(TL / T0 )). (3) Pravděpodobnost poruchy podmíněná polohou bodu x a rozsahem oblasti poklesu ∆A bude podle obr. 4b

Pf max (e (x),(TL / T0 )) = ∞

= ∫ FR (e ; x)fE max (e ; e (x),(TL / T0 ))de −∞

= FR (0; x)exp(−TL / T0 ) + +FR (e (x))(1− exp(−TL / T0 )).

(4)

Odolnost konstrukce R(x) závisí na velkém počtu materiálových parametrů náhodného charakteru. Proto bude mít zhruba normální rozdělení pravděpodobnosti, které vyjádříme distribuční funkcí (5), kde Φ je Laplaceova funkce, r (x) střední hodnota odolnosti a σR je je-jí směrodatná odchylka. Spojením vzorců (4) FE m ax (e, e– (x),TL )

a 1-exp(-TL /T0 ) exp(-TL /T0 )

1 e

– e (x) Pm ax (e, –e (x),TL )

exp(-TL /T0 )

b

1-exp(-TL /T0 )

e

43

VĚDA


 r( x) − r ( x)  FR (r(x)) = φ  − , σ R ( x)  

(5)

��

�

 r( x)  Pf max (e(x),(TL / T0 )) = φ  −  exp(−TL / T0 ) +  σ R ( x) 

��

��

(6) ��

 e(x) − r(x)  +φ  −  (1− exp(−TL / T0 )). σ R ( x)   (7)

Pf max = Pr( Zmin ≤ 0) = FZ min (0), ∆T ∆Aj  −FRi (0) + FRi (e (x j )) Pf max = ∑ ∑   i =1 j T0 A0

(8)

1 m ∆Aj L  −F (0) + FRj (e ( x j )) dt Pf max = ∑  T0 j =1 A0 ∫0  Ri

(9)

n

T

Pf max =

��

��

�

��

��

��

 TL   1 ∆Aj  1− exp  −FR (0) + FR (e (x j ))   ∑ T0 j =1 A0  T0    m

a (5) dostaneme jednoduchý vzorec pro pravděpodobnost poruchy ve tvaru (6). Vymezit oblasti poklesů ∆A a priori se obvykle nepodaří. Spíše musíme očekávat náhodný výskyt poklesů jak v čase, tak v prostoru. Vyjdeme z předpokladu ergodicity a pravděpodobnost, že se pokles vzniklý v čase ti na intervalu ∆t vytvoří v okolí ∆Aj bodu xj odhadneme jako (∆t/ T0) (∆Aj /A0), kde A0 je oblast možných poklesů (obr. 1b). Pravděpodobnost, že se naopak pokles v oblasti ∆Aj nevytvoří bude 1 – (∆t/T0) (∆Aj /A0). Tento doplňkový jev zahrnuje dva dílčí jevy: • pokles vznikne, ale mimo oblast ∆Aj, a to s pravděpodobností (∆t/T0) (1 – ∆Aj/A0); • proces poklesů je v celé oblasti ∆A0 přerušen, a to s pravděpodobností 1 – (∆t/T0). Výpočet pravděpodobnosti poruchy modifikujeme tak, aby byl využitelný na nestacionární případ, kdy je odolnost závislá v důsledku časově závislých deformací na čase. Vztahu (4) je ekvivalentní vyjádření (7), v němž pro jednoduchost nevypisujeme závislost na všech proměnných. Při poměrně náročném odvozování postupujeme takto: Nejprve vypočteme distribuční funkci rezervy spolehlivosti Z, a to opět za předpokladu deterministického účinku zatížení E = e. Následuje výpočet distribuční funkce FZmin(z; ē(xj)) vztažené k poklesu v bodě xj . Aniž bychom zabíhali do podrobností, 44

��

m

(10)

které přesahují možnosti tohoto příspěvku, uvedeme jen výsledné vzorce. Úplnou pravděpodobnost poruchy získáme sečtením pravděpodobností poruch vázaných na jednotlivé oblasti ∆Aj ze vzorce (8). Tento vztah za podmínky, kdy n = TL / ∆t → ∞, upravíme pro dva speciální případy. První úprava se hodí pro nestacionární procesy ve tvaru (9). Druhá úprava se týká stacionárního procesu. V takovém případě lze řadu (8) sečíst přes všechna i a odvodit uzavřený vzorec (10). Za předpokladu normálního rozdělení můžeme distribuční funkce vyčíslit stejně jako ve vzorcích (4) až (6) užitím Laplaceovy funkce Φ. Jak vidíme ze vzorců (4), (9) a (10), je základní úlohou stanovení odolnosti konstrukce a jejích statistických charakteristik. Tomuto problému jsou věnovány následující kapitoly tohoto příspěvku. Z A LO Ž E N Í

BUDOV

NA STL AČ ITE LNÝC H VRST VÁC H

Odolnost konstrukce je do značné míry ovlivněna deformací podloží. Tu lze popsat dvojím způsobem: • užitím 3D varianty metody konečných prvků • užitím modelu stlačitelné vrstvy První způsob se hodí zejména pro podloží, které tvoří rozpukané horniny. Řadu

Obr. 5 Koncepce stanovení aktivní hloubky Fig. 5 Philosophy of determination of influence depth

materiálových modelů, které lze implementovat do počítačových programů ADINA nebo GMKP, lze najít např. v pracích [8], [9], [10]. Druhý způsob vyžaduje stanovit hloubku tzv. deformační zóny. Vycházíme z toho, že zemina je konsolidována a po vyhloubení stavební jámy je překonsolidována geostatickou napjatostí. Hloubka deformační zóny vychází z podmínky, že geostatická napjatost ovlivněná výkopem spolu s vlivem zatížení dosáhne geostatické napjatosti původní. Myšlenka je znázorněna na obr. 5. Hloubka deformační zóny se zmenšuje s hladinou podzemní vody. Její účinek je znázorněn tlustou čarou. Analytické řešení pružné vrstvy je popsáno za Wastergaardových předpokladů (zanedbání vodorovných posunů) v práci [11]. Takový model je oproti skutečnosti poněkud tužší, ale obvyklé nejistoty ve vstupních parametrech tento nedostatek převyšují. Na obr. 6 je znázorněna závislost hloubky deformační zóny H na rozhodujících parametrech zeminy (γ, h, Eoed , G, ν) a zatížení fz působícího na podloží v kruhové ploše o poloměru r. Známe-li hloubku H, můžeme podloží modelovat 2D MKP, s prvky rozmístěnými v kontaktní ploše mezi vrchní stavbou


1/2005

VĚDA SCIENCE

Obr.6

�� F ( p) � p � K1 � (2n � 1) p � 2� � n �� 1

� V � 1 � �1 � � s � 2� fz � � �

Fig. 6

Eoed r � G h

2 � 2� r . 1 � 2� h

a podložím v hloubce h pod původním terénem. Model je ve stručnosti popsán v následující kapitole. INTERAKCE

V R C H N Í S TAV BY

S N E F O R M O V AT E L N Ý M P O D L O Ž Í M

Jedná se o poměrně složitý problém, jehož řešení bylo podrobně vysvětleno v [6]. Zde stručně shrneme nejdůležitější výsledky. Časově závislé přetvoření vrchní stavby je popsáno obecně třírozměrnými přírůstkovými konstitutivními vztahy

∆σ = ED( ∆ε + ∆ε − ∆ε 0 ), M

∆ε = ∑ γ µ (ti −1) ⋅ (1− e

− ∆y µ

(11)

).

µ =1

Symbolem ∆ je vyznačen přírůstek napětí nebo deformace způsobený přírůstkem zatížení. Omezíme se na případ rovinné napjatosti. Pro ni je σ ={σx, σy, τxy}T vektor napětí, ε ={εx, εy, γxy}T je vektor deformace, yµ(t) = (t/τµ)2/3 jsou bezrozměrné funkce času, τµ , µ = 1,2,….M, jsou tzv. retardační časy. Konečně γµ je vektor vnitřních proměnných rozměru (3,1), jehož prvky mají význam deformací. Vnitřní proměnné jsou v následujících časových krocích ti–1 a ti svázány evoluční rovnicí

γ µ (ti ) = γ µ (ti −1)e +

− ∆y µ

− ∆y µ

+

.

(12)

1 (1− e ) ∆σ . D µ ∆y µ

Vektor M

∆ ε = ∑ γ µ (ti −1) ⋅ (1− e

− ∆y µ

) , (13)

�w �q

0  −ν  1 0 , 0 2(1+ ν )

(14)

2

(17)

Ve vzorci (17) je cν součinitel konsolidace. Aplikací principu virtuálních posunutí se vektor přírůstků napětí transformuje na vektor přírůstků vnitřních sil {∆r, ∆q}T � �y � �r � � M 8 � 1� e � � � � � � 2 2 ��1 � �y � ��q � �� 1,3,5... � � �

2f

f

1

�=0,12m

f

v

2f 2f

3m

w

4m

6m

Obr. 8 Schéma objektu Fig. 8 Segment of shear wall system

Funkce D µ (t ) , jsou součiniteli v Dirichletově-Pronyho rozvoji funkce poddajnosti J = J(t ,τ ). Přetvoření nasycené vrstvy vede aplikací Dirichletova-Pronyho rozvoje na tzv. stupeň konsolidace, který má podobnou úlohu jako funkce poddajnosti v popisu dotvarování, na soustavu rovnic podobného typu jako (11) a (13). S rovnicí (11) koresponduje vztah (15). Evoluční rovnici (12) odpovídá v popisech deformace podloží soustava rovnic (16), kde

µ = 1, 3,5...

�r 2b

-�w´

u

 ν 0   1 1 0  . + − ( 1 )( 1 ) ν ν 1− ν   0 2 

 πµ  y µ =   cν ⋅ t ,  2h 

�q

f=250 kN/m

vystupující v rovnicích (11) a (12) máme za rovinné napjatosti předpis

1  C =  −ν  0  1  D = ν  0 

A VÝZKUM RESEARCH

y

Obr. 7 Smyková kotlina Fig. 7 Shear depression

p p�

Závislost aktivní hloubky na zatížení Influence depth vs loading diagram

AND

�1

a vektor přírůstků deformace na vektor {∆w, ∆w�}T. Význam jednotlivých složek těchto vektorů je patrný z obr. 7. Tuhosti podloží jsou vyjádřeny známými vztahy h

2

 dψ  dz [Nm−3 ], , (18) C1 = ∫ Eoed    dz  0 h

C2 = ∫ Gψ 2dz [Nm−1] 0

kde je známá funkce průběhu posunutí po tloušťce vrstvy. PRAKTICKÝ PŘÍKLAD Jako příklad uvažujme výsek panelového objektu, který je založen na pásech podporovaných vrstvou tloušťky h = 3 m. Vlastnosti skeletu zeminy jsou vyjádřeny tuhostmi C1 = 60 MN/m3, C2 = 20 MN/m. Harmonogram výstavby a nárůst zatížení (rozloženého podle obr. 8) do třetího podlaží včetně je patrný z obr. 9.

� � � �C 1 0 � � � �w � M �� 1 �� (t i �1 ) �� y � �� 1 � e � � � � 0 C 2 �� w�� 1, 3, 5.. � 2 �� (t i �1 )� � � � ��

�

�

(15)

µ =1

vyjadřuje vliv dotvarování v rámci přírůstku zatížení a ∆ 0 přírůstek objemových deformací nezávislých na napětí, vliv smršťování a oteplení. Pro čtvercové matice (3,3)

−1  1Γ µ (ti )   1Γ µ (ti −1)  − ∆y 0   ∆r  8 − ∆y µ C1 µ + 2 2 (1− e )  2  = 2 e    , µ = 1, 3,5... (16) π µ ∆y µ  0 C2   ∆q   Γ µ (ti )  Γ µ (ti −1)


1/2005

45

VĚDA


0

28

��

56

84

den

��

��

��

��

��

��

�

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

Obr. 10 Časové průběhy svislého posunutí Fig. 10 Evolutions of vertical (w) and horizontal (u, v) displacement

V obr. 10 jsou znázorněny průběhy posunutí bodu 1 (vyznačeného v obr. 8) při konsolidaci a dotvarování se smršťováním (cν = 0,02 m2/den – propustná zemina) a posunutí způsobené samotným dotvarováním a smršťováním. Z ÁV Ě R Příspěvek předkládá metodiku řešení statických problémů, které se vyskytují při zakládání budov na nestabilizovaném území. Je zaměřen především na stavby betonové, ale navržené teoretické postupy jsou použitelné i pro jiné typy konstrukcí. Zaměření časopisu neumožňuje detailní odvození jednotlivých výpočetních postupů. Autorům šlo spíše o shrnutí nejdůležitějších poznatků, s nimiž se při projekční a expertní činnosti setkali. To se týká především metody hodnocení spolehlivosti budovy vystavené účinkům náhodných poklesů. Důležitou veličinou je distribuční funkce odolnosti vůči poklesům, kterou je třeba stanovit standardním postupem. 46

Vhodným nástrojem je metoda LHS nebo Monte Carlo, zabudovaná např. v programovém balíku SBRA. Je-li oblast poklesů vymezena, tj. poklesy jsou v půdorysu stavby deterministicky vymezeny, výpočet pravděpodobnosti poruchy dle vzorce (6) je snadnou záležitostí. Aplikace vzorců (8) až (10) na poklesy s náhodnou polohou je poněkud složitější. Při zjišťování odolnosti stavby vůči poklesům hraje důležitou roli hladina podzemní vody, která způsobuje snížení hloubky aktivní zóny. Navržený model umožňuje sledovat i vliv postupu výstavby, a tím i všechny jevy ovlivňující časový průběh odolnosti konstrukce. Výsledky uvedené v příspěvku byly získány za podpory grantu GaČR 103/03/0399. Prof. Ing. Jiří Šejnoha, DrSc. Doc. Ing. Petr Fajman, CSc. Doc. Ing. Pavel Kuklík, CSc. všichni: Katedra stavební mechaniky Stavební fakulta ČVUT Thákurova 7 166 29 Praha 6

Obr. 9 Harmonogram výstavby Fig. 9 Time history of construction and loading Literatura: [1 ] Řeřicha P., Šejnoha J.: Partial service life assessment of a prestressed concrete reactor containment Nuclear Engineering and Design (submitted) [2 ] Fajman P. : Nelineární a časově závislá analýza stěnových systémů budov. Habilitační práce ČVUT, Praha, 2002 (80 str.) [3 ] Šejnoha J., Krejčí T., Nový T., Sehnoutek L. (2001): StructureSubsoil Interaction in view of Transport Processes in Porous Media, CTU Reports 2001, Vol. 5, pp. 81 [4 ] Šejnoha J., Kuklík P.: Problematika základových desek v hlubokých jamách pod hladinou podzemní vody, v Sanace a rekonstrukce staveb 2004, s. 390–396, Praha [5 ] Fajman P., Šejnoha J.: Vliv změny aktivní hloubky na průběh konsolidace podloží pod základovými deskami Stavební obzor, 2004/6, s. 176–179, Praha [6 ] Šejnoha J., Fajman P.: A simplified approach to time-dependent subsoil-upper structure interaction, Computers and Structures (submitted) [7 ] Kuklík P. a kol.: Statické zatěžovací zkoušky základové půdy tuhou deskou v hlubokých jamách. Stavební obzor 2004/9, s. 257–261, Praha [8 ] Smith I. M. and Griffiths, D. V. (1998): Programming the finite Element Method, John Wiley & Sons Ltd, New York [9 ] Šejnoha M., Laurin, J. (2001): GMKP-finite element software for geotechnical engineering, Part I Theoretical manual, FINE Ltd. Prague [10 ] Lewis R. W. and Schrefler, B. A. , (1998): The finite Element Metod in the Static and Dynamic Deformation and Consolidation of Porous Media, John Wiley & Sons Ltd, Chichester, England, pp. 75–143 [11 ] Kuklík P., Kopáčková M.: Porovnání řešení pružné vrstvy s Boussinesqovým řešením pružného poloprostoru Stavební obzor, 2004/6, s. 171–175


1/2005

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE S TA N D A R D S • Q U A L I T Y • C E RT I F I C AT I O N

PRAVDĚPODOBNOSTNÍ

POSTUPY HODNOCENÍ SPOLEHLIVOSTI EXISTUJÍCÍCH KONSTRUKCÍ PODLE ISO 13822 PROBABILISTIC PROCEDURES FOR RELIABILITY ASSESSMENT OF EXISTI NG STR UCTU R ES ACCOR DI NG TO ISO 13822 JANA MAR KOVÁ Zavedení normy ISO 13822 do systému národních norem ČSN umožní hodnotit existující konstrukce jak tradičními metodami, tak také pravděpodobnostními postupy. Právě dokončovaná národní příloha bude uvádět informace z ČSN 73 0038 včetně stavebních výrobků a materiálů uplatňovaných v posledních dvaceti letech. Očekává se, že norma ISO 13822 usnadní ověřování existujících konstrukcí a navrhování jejich obnov. V textu je uveden příklad ověřování spolehlivosti balkonů panelových domů podle ISO 13822. Implementation of ISO 13822 into the national system of standards ČSN enables assessment of existing structures using traditional approach as well as advanced probabilistic methods. Developed National annex will include information on ČSN 73 0038, considering also building materials and products used in the last twenty years. It is expected that the standard ISO 13822 will facilitate effective redesign of existing structures. An example of verification of balconies of panel buildings according to ISO 13822 is presented. V současné době mohou být konstrukce na našem území navrhovány podle soustavy ČSN nebo předběžných ENV Eurokódů. Transformace Eurokódů je téměř dokončena a očekává se, že se během několika příštích let budou v ČR používat pro navrhování konstrukcí předpisy EN. Současná generace Eurokódů však plně nepokrývá oblast hodnocení existujících konstrukcí. Pro ověřování těchto konstrukcí se používá norma ČSN 73 0038 [1]. I když je tato norma důležitým dokumentem pro hodnocení existujících konstrukcí, chybí zde potřebná návaznost na Eurokódy a mezinárodní normy ISO pro zásady navrhování konstrukcí, tedy zejména na Eurokód EN 1990 [2] a ISO 2394 [3]. Očekává se, že chybějící návaznost zajistí norma ISO 13822 [4] Hodnocení existujících konstrukcí, k níž je nyní dokončována národní příloha (NP). V NP budou uve-

deny vybrané informace z normy ČSN 73 0038 [1], jejíž platnost bude po zavedení normy ISO 13822 ukončena. Norma ISO 13822 poskytuje obecné požadavky a postupy hodnocení existujících konstrukcí, které vycházejí ze zásad spolehlivosti konstrukcí a z následků jejich poruch. Podkladem pro zpracování normy byly pracovní materiály a dokumenty mezinárodní vědeckovýzkumné organizace JCSS a norma ISO 2394, která již byla zavedena v ČR jako ČSN ISO 2394, zatím pouze v anglickém jazyce. Při ověřování spolehlivosti existujících konstrukcí lze podle ISO 13822 použít metodu dílčích součinitelů, alternativně je umožněno aplikovat také pravděpodobnostní přístup. Jsou zde doporučeny obecné postupy, jak stanovit zatížení a materiálové vlastnosti. ISO 13822 vysvětluje, proč současné normy pro navrhování nelze přímo používat pro hodnocení spolehlivosti existujících konstrukcí, pro navrhování jejich oprav nebo přestaveb. Normy pro navrhování nových konstrukcí totiž neuvádějí postupy pro hodnocení současného stavu existujících konstrukcí a odolností materiálů, nezabývají se nejistotami, které např. plynou z reálného způsobu používání stavby a z historie působících zatížení. Některé existující konstrukce mohou být dostatečně spolehlivé, i když nemusí vyhovovat současným, často zpřísněným požadavkům právě platných norem pro navrhování. V úvahu je třeba brát zbytkovou životnost konstrukce a účel použití. Otázkou je, zda ukazatele spolehlivosti existujících konstrukcí mají mít stejné hodnoty, které jsou doporučené v mezinárodních předpisech pro navrhování nových konstrukcí. Příkladem jsou náročnější požadavky

Eurokódů z hlediska zatížení. V porovnání s ČSN jsou v Eurokódech doporučovány vyšší hodnoty dílčích součinitelů stálých i proměnných zatížení a charakteristické hodnoty některých druhů proměnných zatížení (např. užitná zatížení pro kancelářské prostory, klimatická zatížení). Přitom některé z existujících konstrukcí jsou bez nutnosti větší opravy provozuschopné po řadu desetiletí, i když byly původně navrženy na nižší návrhové hodnoty zatížení nebo kratší návrhovou životnost. Po provedení pravděpodobnostní analýzy jejich spolehlivosti a vypočítání ukazatelů spolehlivosti (pravděpodobnost poruchy pf, index spolehlivosti β) by zřejmě tyto konstrukce nesplňovaly kritéria spolehlivosti podle doporučení Eurokódů nebo ISO norem. Při hodnocení existujících konstrukcí a navrhování konstrukčních opatření jsou podle dokumentu ISO 13822 funkční požadavky na bezpečnost a použitelnost v zásadě shodné jako při navrhování nových konstrukcí. Přesto jsou mezi nimi některé zásadní rozdíly, které ovlivňují diferenciaci spolehlivosti těchto konstrukcí, jak naznačuje tabulka 1. V důsledku toho je u většiny existujících konstrukcí určených pro běžné účely uplatňován princip „minimálních stavebních zásahů“, podle kterého se při návrhu konstrukčních opatření používají původní materiály. Musí být samozřejmě posouzeny jejich současné vlastnosti. Základní metodou pro ověřování spoTab. 1 Rozdílná hlediska při posuzování funkčních požadavků na spolehlivost konstrukcí Tab. 1 Different viewpoints in the evaluation of functional criteria on the structural reliability

Hledisko

Existující konstrukce

Nové konstrukce

Ekonomické

přírůstek nákladů na zvýšení spolehlivosti je zpravidla vysoký

přírůstek nákladů vedoucí ke zvýšení spolehlivosti je zpravidla menší

Sociální

může být významné z důvodu omezení nebo zpravidla méně významné než u existujících vyloučení provozu a z hlediska zachování kulturního konstrukcí dědictví

Udržitelnosti

do značné míry se využijí stavební materiály, sníží se odpady


1/2005

zpravidla se použijí nové materiály

47

NORMY •

JAKOST • CERTIFIKACE S TA N D A R D S • Q U A L I T Y • C E RT I F I C AT I O N

Následky poruchy

Směrný index spolehlivosti βt

Referenční doba

Velmi malé

2,3

Ls

Malé

3,1

Ls

Střední

3,8

Ls

Vysoké

4,3

Ls

Tab. 2 Doporučené hodnoty indexu spolehlivosti βt podle ISO 13822 Tab. 2 Recommended values of the reliability index βt according to ISO 13822

lehlivosti existujících konstrukcí je podle ISO 13822 metoda dílčích součinitelů. Kromě této metody lze podle [4] při hodnocení spolehlivosti existujících konstrukcí použít pravděpodobnostní přístup. Spolehlivost existujících konstrukcí, stejně tak jako u konstrukcí nových, může být vyjádřena prostřednictvím ukazatelů spolehlivosti, tedy pravděpodobnosti poruchy Pf nebo indexu spolehlivosti β. Vztah mezi oběma ukazateli spolehlivosti lze formálně zapsat β = Φ–1(Pf),

(1)

kde Φ(.) je normovaná normální distribuční funkce. Konstrukce je spolehlivá, pokud platí Pf ≤ Pft, případně β ≥ βt ,

(2)

kde Pft a βt jsou doporučené hodnoObr. 1 Hustota pravděpodobnosti krycí vrstvy výztuže c pro 230 balkónů (4890 měření, průměr krytí µ = 26 mm, směrodatná odchylka σ = 0,009 m, šikmost α = 0,58) Fig. 1 Probability density of concrete cover c for 230 balconies (4890 measurements, mean of the cover is µ = 26 mm, standard deviation σ = 0,009 m, skewness α = 0,58)

ty ukazatelů spolehlivosti uvedené v ISO 13822. Směrnou úroveň spolehlivosti, která je použita při ověřování existujících konstrukcí, lze stanovit na základě kalibrací vzhledem k současně platným normám pro navrhování, např. s uvážením koncepce minima celkových očekávaných nákladů nebo porovnáním se sociálními riziky. Důležitý je také druh konstrukce, možné následky poruchy a sociálně-ekonomická kritéria. V tab. 2 jsou uvedeny doporučené hodnoty indexu spolehlivosti βt pro posuzování mezních stavů únosnosti, referenční doba Ls zde představuje minimální běžnou dobu z hlediska bezpečnosti (např. 50 let). PŘÍKLAD

A P L I K A C E A LT E R N AT I V N Í C H

POSTUPŮ HODNOCENÍ SPOLEHLIVOSTI KONSTRUKCE PODLE

13822 Postup hodnocení spolehlivosti existující konstrukce je ukázán na příkladu porušených balkónových nosníků panelových domů v severní části ČR. Požadavek na hodnocení balkónů zde byl vyvolán nejistotami o jejich spolehlivosti (dva balkony se zřítily, několik dalších bylo zjevně porušených) a změnou vlastníka objektů. Pracovníci Kloknerova ústavu ČVUT se zúčastnili prohlídek dvě stě třiceti balkonů stáří přibližně čtyřicet pět let [6] (konstrukční systém T0-6B-BTS). Vizuální prohlídka ukázala, že výztuž železobetonových nosníků byla na mnohých místech silně zkorodovaná vlivem porušené izolace. Karbonatace betonů se projevovala zejména v čelních partiích balkonů (obr. 5). Na základě průzkumu bylo zjištěno, že nosníky byly vyrobeny z betonu třídy C16/ 20, z výztuže S 200 s průměrem 8 mm. Vyložení nosníků bylo 0,9 m a jejich šířka 3,5 m. Z výsledků průzkumu vyplynulo, že skutečná poloha výztuže se podstatně ISO

��

� ��

��

��

��

��

��

Ověření balkonových nosníků dle ČSN Z hodnocení nosníků metodou dílčích součinitelů podle ČSN 73 1201 [5] vyplývá, že návrhová odolnost nosníku MRd = 6 kNm je větší, než jsou návrhové účinky zatížení MEd = 3,15 kNm na 1bm nosníku. Pokud je však uvažována redukce plochy výztuže vlivem koroze a její skutečná poloha, pak již podmínka MRd > MEd nemusí být splněna. Na obrázku 2 jsou uvedeny výsledky analýzy pro tři plochy výztuže As (pro návrhovou plochu As1 = 100 %, pro redukované plochy As2 = 90 % a As3 = 75 %) postupem v souladu s ČSN. Na obrázku je také zachycena návrhová hodnota účinků zatížení MEd. Obr 2

Fig 2

Snižující se odolnost MRd balkonového nosníku [%] se zvyšující se krycí vrstvou výztuže c pro navrženou plochu výztuže As1 = 100 % a pro redukované plochy výztuže As2 = 90 % a As3 = 75 % The decreasing resistance MRd of the balcony beam versus the increasing cover of reinforcement c for designed area of reinforcement As1 = 100 %, for reduced areas of reinforcement As2 = 90 % and As3 = 75 %

��

��

odlišovala od projektových předpokladů (navrženo krytí 10 mm, vzdálenost výztuže 150 mm). Zjištěná vzdálenost výztuže se pohybovala od 50 do 200 mm, celkový počet výztužných prutů od 20 do 26 pro jednotlivé balkony. Terenní měření krycí vrstvy byla statisticky vyhodnocena jak na jednotlivých balkonech, tak i pro celkový počet balkónů. Pravděpodobnostní rozdělení krycí vrstvy výztuže c pro celkem n = 4890 měření ukazuje obr. 1. Tloušťka krycí vrstvy výztuže byla zjištěna od 2 do 62 mm. Jakost provedení prefabrikovaných nosníků byla velmi nízká.

��

��

��

��

� �

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

��

� ��

48

�

��

��

��

��

��


��

1/2005

NORMY • JAKOST • CERTIFIKACE S TA N D A R D S • Q U A L I T Y • C E RT I F I C AT I O N Pravděpodobnostní analýza spolehlivosti Pro analýzu spolehlivosti balkónového nosníku byl použit pravděpodobnostní přístup podle ISO 13822 [4]. Byla uvažována se následující funkce mezního stavu g(ΘEE,ΘRR) = ΘR R – ΘE E ,

(3)

kde E a R jsou vektory základních veličin pro účinky zatížení a odolnost balkonů, ΘR jsou modelové nejistoty pro účinky odolnosti a ΘE modelové nejistoty pro účinky zatížení. Pro balkonový nosník lze zapsat na základě vztahu (3) g = ΘR n (πϕ /4) . . fy [h – c– ϕ/2 – 0,5 n(πϕ2/4) fy /fc ] – – ΘE (g + p) L2/2 , (4) 2

kde základní veličiny uvádí tabulka 3, včetně příslušného pravděpodobnostního rozdělení. Pravděpodobnostní modely základních veličin byly stanoveny na základě pokynů příručky Probabilistic Model Code [7] mezinárodní organizace JCSS a výsledků vyhodnocených zkoušek. Základní veličiny vstupující do funkce mezního stavu (4) jsou tedy popsány svými statistickými charakteristikami, průměrem a směrodatnou odchylkou, vhodným typem pravděpodobnostního rozdělení. Pro výpočet úrovně spolehlivosti betonových nosníků je možné použít různé softwarové produkty, zde byl použit STRUREL [8]. V tab. 3 je uvažován minimální počet výztužných vložek n = 20 určených na základě experimentálních měření, krycí

Základní veličina

LN

24

4

Mez kluzu fy [MPa]

LN

240

15

Délka nosníku L [m]

DET

0,90

–

Průměr výztuže ϕ [m]

DET

0,008

–

Počet prutů na 1 bm n

DET

20

–

Tloušťka balkónu ve vetknutí h [m]

LN

0,12

0,01

Krytí c [m]

BET

0,026

0,009

Nejistota odolnosti ΘR

LN

1,1

0,05 µ

Nejistoty účinku zatížení ΘE

LN

1

0,05

Obj. tíha betonu ρ [MN/m3]

N

nom

0,06

Užitné zatížení p [MN/m ]

GAM

0,0008

0,00048

2

vrstva je stanovená z měření na všech balkonech (obr. 1). Výsledky pravděpodobnostní analýzy spolehlivosti nosníků pro pravděpodobnostní modely z tab. 3 ukazují, že index spolehlivosti β je větší (3,95) než hodnota 3,8 doporučená Eurokódy. Vliv redukce plochy výztuže ∆As na index spolehlivosti β pro čtyři případy krycí vrstvy c (podle vyhodnocených měření na jednotlivých balkónech) je patrný z obr. 3. Významnou základní veličinou ovlivňující ukazatele spolehlivosti balkonových nosníků je krycí vrstva výztuže. Pokud není uvažován úbytek plochy výztuže ∆As, pak se podle obr. 3 index spolehlivosti β snižuje od 5,2 do 3,7 pro zvyšující se krycí vrstvu c od 10 do 30 mm. Původní návrh balkonových nosníků byl vypracován v souladu s požadavky v té době platných ČSN. Nekvalitní vyrobe-

��

��

��

��

��

��

��

�

��

��

��

��

��

Směr. odchylka σ

Pevnost betonu v tlaku fc [MPa]

Obr. 3 Vliv redukce plochy výztuže ∆ As [%] na index spolehlivosti β pro čtyři případy krycí vrstvy c: a) průměr µ = 1 mm, b) 20 mm, c) 26 mm, d) 30 mm (variační koeficient v = 0,35, dolní mez a = 0, horní mez b = 3µ , Beta rozdělení) Fig. 3 The impact of the reduction of the reinforcement area ∆ As [%] on the reliability index β for the four_cases_of concrete cover c: a) mean µ = 10 mm, b) 20 mm, c) 26 mm, d) 30 mm (coefficient of variation v = 0,35, lower bound a = 0, upper bound b = 3µ , Beta distribution) �

Průměr µ

Rozdělení

��

��

��

��


Obr 4 Vliv dílčích součinitelů γG a γQ na úroveň spolehlivosti balkónových nosníků Fig 4 The influence of the partial factors γG and γQ on the reliability level of balconies 1/2005

Tab. 3 Pravděpodobnostní modely základních veličin Tab. 3 Probabilistic models of basic variables

ní prefabrikovaných balkonových nosníků i dokončovací prováděcí práce vedly ke značné redukci plochy výztuže proti původním návrhovým předpokladům. Významnou základní veličinou ovlivňující ukazatele spolehlivosti balkonů je plocha výztuže a její krycí vrstva. Indexy spolehlivosti β výrazně klesají se snižující se plochou výztuže vlivem koroze (index spolehlivosti β se snížil asi na poloviční hodnotu při 50% úbytku plochy výztuže). Vliv dílčích součinitelů při hodnocení spolehlivosti Původní návrh balkonových nosníků byl ovlivněn hodnotami dílčích součinitelů a konstrukčními zásadami podle tehdy platných ČSN (dílčí součinitele pro stálá a proměnná zatížení γG = 1,1, γQ = 1,3, krytí výztuže c = 10 mm). Eurokódy doporučují ve většině případů větší hodnoty dílčích součinitelů zatížení (γG = 1,35, γQ = 1,5) než ČSN. Obr. 4

� 4,2 4,0 �t�= 3,8

3,8 3,6 3,4

1,6 1,4 �Q

1,2 1

1,1

1,2

1,3

1,4

�G

49

NORMY •


Obr. 5 Koroze výztuže balkonového nosníku Fig. 5 Corrosion of reinforcement of the balcony beam

ukazuje vliv dílčích součinitelů γG a γQ na změnu hodnot indexu spolehlivosti β (je předpokládána návrhová plocha výztuže As) pro balkónový nosník, pokud by tyto součinitele byly při návrhu nosníku uplatněny. Úroveň spolehlivosti doporučenou podle Eurokódů pro padesátiletou dobu životnosti znázorňuje na obr. 4 bílá plocha (βt = 3,8). Z ÁV Ě R E Č N É P O Z N Á M K Y Mezinárodní norma ISO 13822 poskytuje návody pro hodnocení spolehlivosti existujících konstrukcí včetně možnosti aplikace pravděpodobnostních postupů. Uvádí pokyny pro aktualizaci pravděpodobnostních modelů základních veličin a zpřesňování spolehlivosti existujících konstrukcí na základě nových informací. Pravděpodobnostní přístupy podle ISO 13822

poskytují nové možnosti, jak rozhodnout o dalším používání existujících konstrukcí. Zavedení normy ISO 13822 do systému českých norem umožní posuzovat existující konstrukce v ČR nejenom podle tradičních postupů, ale také podle zásad teorie pravděpodobnosti a spolehlivosti. Do NP budou uvedeny důležité informace z normy ČSN 73 0038 a budou dále rozšířeny. Očekává se, že norma ISO 13822 bude začleněna do současně zaváděného systému evropských a mezinárodních norem pro navrhování v ČR a usnadní posuzování existujících konstrukcí a navrhovaní jejich oprav nebo přestaveb. Studie vznikla jako součást řešení úkolu č. 1H-PK/26 „Optimalizace spolehlivosti staveb a kalibrace norem EU“ podporovaného z prostředků MPO. Obr. 11 Betonovací stroj Dy-Core Fig. 11 Concreting machine Dy-Core

Dokončení ze strany 36

s výsypkami (obr. 9). Panel má tři části, které jsou postupně betonovány z výsypek. Spodní část obsahující napnutá lana, žebra vnitřní části a horní část jsou z hutného betonu. Mezi žebry vytváří kačírek, sypaný z výsypky, podélné průběžné dutiny požadovaného tvaru a rozměrů. Po přeříznutí pásu se kačírek odebírá a opakované používá (obr. 10). Způsob výroby umožňuje použít měkký čerstvý beton s vyšším vodním součini50

telem, takže je možné po vybetonování pásu zatlačit do betonu příčnou betonářskou výztuž do horní části, třmínky do žeber a závěsná oka k čelům panelu. Pro nákladné výrobní zařízení a pro velkou spotřebu tepla při urychlování tvrdnutí betonu se systém Spandeck u nás neuplatnil. U systémů Dy-Core, Spiroll a Partek je pás betonován na dráze dlouhé až 130 m betonovacím strojem pojíždějícím nad dráhou (obr. 11). Stroj rozváží a ukládá zavlhlý čerstvý beton. Ten přichází z násypky stroje k šroubovicovým vřetenům, které ho zhutňují vibrováním a lisováním a které vytvářejí v pruhu podélné průběžné dutiny. Horní povrch pruhu upravuje vibrační lišta. Složení betonu se stanovuje tak, aby bylo zajištěno řádné kotvení lan soudržností a aby byl zachován tvar dutin. Po vybetonování pásu není možné do betonu vložit betonářskou výztuž a závěsná oka. Předpínací síla je přenášena dráhou, která půso-

Literatura: [1] ČSN 73 0038 Navrhování a posuzování stavebních konstrukcí při přestavbách, ČNI, 1986 [2] ČSN EN 1990 Zásady navrhování konstrukcí, ČNI, 2004 [3] ČSN ISO 2394 Obecné zásady spolehlivosti konstrukcí, ČNI, 2003 [4] ISO 13822 Assessment of existing structures, 2001 [5] ČSN 73 1201 Navrhování betonových konstrukcí, ČNI, 1986 [6] Bouška P. a Klečka T.: Technické a statistické hodnocení balkónů, Kloknerův ústav, 1999 [7] Probabilistic Model Code, Parts 1 to 4, Basis of design, Load and resistance models, Examples, JCSS, 2002 [8] STRUREL, Structural Reliability System (programy STATREL, COMREL, SYSREL a NASREL – COMREL 8.00 z roku 2003), RCP Consulting software, Munich, Germany

Ing. Jana Marková, Ph.D Kloknerův ústav ČVUT v Praze Šolínova 7, 166 08 Praha 6 tel.: 224 353 501, fax: 224355232 e-mail: [email protected]

Literatura: [1] Voves B.: Současný stav a předpoklady dalšího rozvoje předpjatého betonu v bytové a občanské výstavbě, DT, TO Povereníctva stavebnictva, Bratislava, 1959 [2] Voves B.: Technologie přepjatého betonu, SNTL Praha, 1976

bí jako rozpěra. Vyrobené panely jsou vyztuženy pouze předpínací výztuží. Panely systému Spiroll vylehčené podélnými dutinami kruhového průřezu byly u nás již před lety zavedeny do výroby v několika výrobnách. Bylo to usnadněno tím, že projektanti mohli upouštět od unifikace rozměrů ve výstavbě a volit délku panelů podle navrhované stavby. Souběžně jsou vyráběny i panely systému Partek s dutinami kruhového i oválného průřezu. Prof. Ing. Bohumír Voves, DrSc. Pod Fialkou 7, 150 00 Praha 5 tel.: 257 216 282


1/2005


Z AVÁ D Ě N Í E N 19 9 2 - 1- 1 : „N AV R H OVÁ N Í BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ“ DO PRAXE – DESKOVÉ

KONSTRUKCE NOSNÉ VE DVOU SMĚRECH I N T R O D U C T I O N O F E N 19 9 2 - 1- 1 ”D E S I G N O F C O N C R E T E STR UCTU R ES“ TO PR ACTIC E – T WO WAY SL ABS J A R O S L AV P R O C H Á Z K A Příspěvek, který je pokračováním částí uveřejněných v předchozích číslech časopisu, je věnován problematice navrhování deskových konstrukcí působících ve dvou směrech – deskám s poli po obvodě podepřenými, popř. deskám lokálně podepřeným. This paper, following the introductory parts published in the previous numbers of this journal, is devoted to design of two way slabs – slab with panels supported on the periphery and flat slabs. Článek pojednává o betonových deskových konstrukcích nosných ve dvou směrech, tj. deskách podepřených takovým způsobem, který umožňuje přetvoření desky ve dvou navzájem kolmých směrech (průhybová plocha má dvojí křivost); pro dimenzování těchto desek jsou rozhodující účinky zatížení v obou těchto směrech. Za tyto desky lze považovat i rovinné nosné konstrukce vylehčené otvory, kazetami, lehkými vložkami apod., pokud toto vylehčení je takové, že lze předpokládat rovinné působení konstrukce. Podle EN 1992 –1-1 [1] kazetové desky lze považovat za rovinné konstrukce, pokud jsou splněny následující požadavky: • vzdálenost žeber nepřesahuje 1500 mm, • výška žebra pod deskou nesmí být větší než čtyřnásobek jeho šířky, • tloušťka desky je rovna nejméně 1/10 světlé vzdálenosti mezi žebry, nejméně však 50 mm (tloušťka desky může být snížena na 40 mm, pokud jsou mezi žebry trvale zabudované vložky). Desky působící ve dvou směrech mohou být desky s poli podepřenými po obvodě trámy, nebo stěnami (křížem vyztužené desky) a desky lokálně podepřené s podporujícími prvky, které lze považovat za lokální. Lokálně podporující prvky mohou být bez viditelných hlavic (bezhřibové desky), popř. s viditelnými hlavicemi (hřibové desky). Deska může být v oblasti podporujícího prvku opatřena zesilující deskou.

Dále uvedená doporučení přihlížejí k ustanovením uváděným v EN 1992 – 1-1 [1], umožňujícím vyšetřovat ohybové momenty těchto desek v mezních stavech únosnosti z využitím plasticity. Sestavy zatížení a jeho hodnoty je třeba uvažovat s přihlédnutím k ČSN EN 1990[2], ČSN EN 1991-1-1[3] a dalším navazujícím evropským normám v oblasti zatížení. V mezních stavech únosnosti musí být tyto desky vyšetřeny též na protlačení, jak je uvedeno v lit. [6]. DESKY KŘÍŽEM VYZTUŽENÉ Za tyto desky obvykle považujeme stropní deskové konstrukce s poli podporovanými po obvodě trámy nebo stěnami. Požadavkem pro návrh těchto desek je, aby poměr delší a kratší strany deskového pole nebyl větší než 2, neboť při větší hodnotě tohoto poměru převažuje působení desky ve směru kratšího rozpětí. Uvažujeme-li desková pole pravoúhelníkového tvaru podepřená po celém obvodě tak, že je zabráněno nadzvedání rohů, můžeme při jejich rovnoměrném zatížení stanovit návrhové hodnoty momentů a posouvajících sil pomocí součinitelů uvedených v Tab. 1 a 2 (viz lit. [4]). Tyto součinitele byly stanoveny za předpokladu plastického chování konstrukce (s využitím teorie lomových čar). Plastické vyšetřování desek bez přímé kontroly plastické kapacity se podle [1] připouští, pokud jsou splněny následující podmínky: • průřezová plocha tahové výztuže je omezena tak, že ve všech průřezech musí platit x / d ≤ 0,25 u betonů pevnostní třídy ≤ C 50/60, x / d ≤ 0,15 u betonů pevnostní třídy ≥ C 55/67, kde x je vzdálenost neutrální osy od tlačeného okraje průřezu desky, d je účinná tloušťka desky;

• výztužná ocel musí mít třídu tažnosti B (vysokou) nebo C (velmi vysokou – pro oblasti se seismickými účinky); • hodnota poměru momentů ve střední podpoře a v poli musí ležet v rozmezí 0,5 až 2. Návrhové hodnoty působících ohybových momentů se stanoví ze vztahů mEdx = βsx fd lx2,

(1)

mEdy = βsy fd lx2,

(2)

kde mEdx, resp. mEdy jsou návrhové hodnoty ohybových momentů vztažených na 1 m šířky desky ve středních třech čtvrtinách šířky desky ve směru x, resp. y; βsx resp. βsy jsou součinitele v Tab. 1; fd je návrhové zatížení v mezních stavech únosnosti, fd = γG gk + γQ qk; lx je kratší rozpětí deskového pole. Maximální hodnoty návrhových posouvajících sil se stanoví ze vztahů vEdx = βvx fd lx,

(3)

vEdy = βvy fd lx,

(4)

kde vEdx, resp. vEdy jsou návrhové hodnoty posouvajících sil vztažených na 1 m šířky desky podél podpory rovnoběžné se směrem x, resp. y. Zatížení přenášené na trámy může být stanoveno za předpokladu, že maximální hodnoty návrhových posouvajících sil, stanovené podle vztahů (3) a (4), působí na středních třech čtvrtinách délky podpory, jak je uvedeno na obr. 1. Ohybové momenty stanovené podle vztahů (1) a (2) jsou přiměřené, pokud zatížení v přilehlých polích je přibližně stejné jako ve vyšetřovaném poli. Pokud toto není splněno, je třeba tyto momenty přiměřeně upravit. Lze použít následující postup: • Pomocí koeficientů uvedených v Tab. 1

Obr. 1 Rozdělení zatížení na průvlaky podporující křížem vyztuženou desku Fig. 1 Distribution of load on a girder supporting a two-way spanning slab


1/2005 –

PŘÍLOHA

I

NORMY •


1,75

2,00

Součinitele βsy pro všechny hodnoty poměru ly/lx

0,053 0,040

0,059 0,044

0,063 0,048

0,032 0,024

0,055 0,041

0,058 0,043

0,063 0,047

0,067 0,050

0,037 0,028

0,062 0,047

0,068 0,051

0,073 0,055

0,082 0,062

0,089 0,067

0,037 0,028

0,063 0,047

0,069 0,051

0,074 0,055

0,078 0,059

0,087 0,065

0,093 0,070

0,045 0,034

0,050 0,038

0,054 0,040

0,057 0,043

0,060 0,045

0,062 0,047

0,087 0,050

0,070 0,053

0,034

0,034

0,046

0,056

0,065

0,072

0,078

0,091

0,100

0,045 0,034

0,057 0,043

0,065 0,048

0,071 0,053

0,076 0,057

0,081 0,060

0,084 0,063

0,092 0,069

0,098 0,074

0,044

0,042

0,054

0,063

0,071

0,078

0,084

0,096

0,105

0,058 0,044

0,055

0,065

0,074

0,081

0,087

0,092

0,103

0,111

0,056

Typ pole a uvažované momenty Vnitřní pole Záporný moment u spojitého okraje Kladný moment uprostřed rozpětí Pole na jednom kratším okraji nespojité Záporný moment u spojitého okraje Kladný moment uprostřed rozpětí Pole na jednom delším okraji nespojité Záporný moment u spojitého okraje Kladný moment uprostřed rozpětí Pole se dvěma přilehlými nespojitými okraji Záporný moment u spojitého okraje Kladný moment uprostřed rozpětí Pole se dvěma kratšími nespojitými okraji Záporný moment u spojitého okraje Kladný moment uprostřed rozpětí Pole se dvěma delšími nespojitými okraji Záporný moment u spojitého okraje Kladný moment uprostřed rozpětí Pole s jedním delším spojitým okrajem Záporný moment u spojitého okraje Kladný moment uprostřed rozpětí Pole s jedním kratším spojitým okrajem Záporný moment u spojitého okraje Kladný moment uprostřed rozpětí Pole se čtyřmi nespojitými okraji Kladný moment uprostřed rozpětí

Součinitele βsx pro kratší rozpětí Hodnoty ly/lx 1,2 1,3 1,4 1,5

1,0

1,1

0,031 0,024

0,037 0,028

0,042 0,032

0,046 0,035

0,050 0,037

0,039 0,029

0,044 0,033

0,048 0,036

0,052 0,039

0,039 0,030

0,049 0,036

0,056 0,042

0,047 0,036

0,056 0,042

0,046 0,034

Tab. 1 Součinitele pro stanovení ohybových momentů rovnoměrně zatížených pravoúhelníkových deskových polí podepřených po obvodě, stanovených za předpokladu zabránění nadzvedání rohů – podle [4] Tab. 1 Součinitele pro stanovení návrhových ohybových momentů rovnoměrně zatížených pravoúhelníkových deskových polí podepřených po obvodě, stanovených za předpokladu zabránění nadzvedání rohů – podle [4]

stanovíme podporové ohybové momenty pro všechna pole ležící v jednom směru. Hodnoty těchto momentů považujeme za momenty v dokonalém vetknutí a použitím metody rozdělování momentů upravíme jejich hodnoty v závislosti na poměrných tuhostech polí. • Za předpokladu, že obrazec průběhu momentů v poli má tvar parabolický, upravíme s přihlédnutím ke stanoveným upraveným momentům v podporách moment v poli. Úpravu provedeme za předpokladu, že celkový moment v poli Mtot, stanovený ze vztahu (5), zůstává stejný před i po úpravě momentů. Mtot = (MEdl + MEdr) / 2 + Mc,

Uvedený postup, pokud je třeba, se provede v obou směrech, jak je znázorněno na obr. 2. Pro zachycení deskových kroutících momentů působících v rozích polí, je třeba navrhnout následující výztuž zachy-

cující účinky kroucení při zabránění nadzvedání rohů pole (viz obr. 3): • Rohová výztuž musí být provedena v každém rohu pole, kde se stýkají dva prostě podepřené okraje deskového pole. Tato výztuž se umístí při horním i dolním okraji; v každé této vrstvě se pruty umístí rovnoběžně s okraji desky, Obr. 2 Postup úpravy momentů v přilehlých polích Fig. 2 Procedure for adjusting moments in adjacent spans

(5)

kde MEdl, resp. MEdr jsou podporové momenty v levém, resp. pravém konci pole, Mc je moment ve středu rozpětí. II


1/2005 –

PŘÍLOHA


1,0

1,1

1,2

1,3

1,4

1,5

1,75

2,00

Součinitele βvy pro hodnoty ly/lx

0, 33

0,36

0,39

0,41

0,43

0,45

0,48

0,50

0,33

0,36 -

0,39 -

0,42 -

0,44 -

0,45 -

0,47 -

0,50 -

0,52 -

0,36 0,24

0,36 0,24

0,40 0,27

0,44 0,29

0,47 0,31

0,49 0,32

0,51 0,34

0,55 0,36

0,59 0,38

0,36 -

0,40 0,26

0,44 0,29

0,47 0,31

0,50 0,33

0,52 0,34

0,54 0,35

0,57 0,38

0,60 0,40

0,40 0,26

0,40 -

0,43 -

0,45 -

0,47 -

0,48 -

0,49 -

0,52 -

0,54 -

0,26

0,26

0,30

0,33

0,36

0,38

0,40

0,44

0,47

0, 40 -

0,45 0,30

0,48 0,32

0,51 0,34

0,53 0,35

0,55 0,36

0,57 0,37

0,60 0,39

0,63 0,41

0,29

0,29

0,33

0,36

0,38

0,40

0,42

0,45

0,48

0, 45 0,30

0,33

0,36

0,39

0,41

0,43

0,45

0,48

0,50

0,33

Součinitele βvx pro všechny hodnoty poměru ly/lx

Typ pole a uvažované momenty Vnitřní pole Spojitý okraj Pole na jednom kratším okraji nespojité Spojitý okraj Nespojitý okraj Pole na jednom delším okraji nespojité Spojitý okraj Nespojitý okraj Pole se dvěma přilehlými nespojitými okraji Spojitý okraj Nespojitý okraj Pole se dvěma kratšími nespojitými okraji Spojitý okraj Nespojitý okraj Pole se dvěma delšími nespojitými okraji Spojitý okraj Nespojitý okraj Pole s jedním delším spojitým okrajem Spojitý okraj Nespojitý okraj Pole s jedním kratším spojitým okrajem Spojitý okraj Nespojitý okraj Pole se čtyřmi nespojitými okraji Nespojitý okraj

přičemž tyto pruty musí zasahovat od okraje minimálně na vzdálenost rovnou pětině kratšího rozpětí. Plocha výztuže v každém směru musí být rovna nejméně třem čtvrtinám plochy výztuže stanovené pro přenesení maximálního momentu v deskovém poli. • Rohová výztuž musí být provedena v každém rohu pole, kde se stýká prostě podepřený a spojitý okraj deskového pole. Tato výztuž se uloží kolmo k prostě podepřenému okraji, a to při obou površích desky. Pruty musí zasahovat od okraje minimálně na vzdálenost rovnou pětině kratšího rozpětí. Plocha výztuže u každého povrchu musí být Tab. 3 Zjednodušené rozdělení ohybových momentů u desky lokálně podepřené Tab. 3 Zjednodušené rozdělení ohybových momentů u desky lokálně podepřené

Tab. 2 Součinitele pro stanovení smykových sil rovnoměrně zatížených pravoúhelníkových deskových polí podepřených po obvodě, stanovených za předpokladu zabránění nadzvedání rohů – podle [4] Tab. 2 Součinitele pro stanovení návrhových smykových sil rovnoměrně zatížených pravoúhelníkových deskových polí podepřených po obvodě, stanovených za předpokladu zabránění nadzvedání rohů – podle [4]

rovna nejméně třem osminám plochy výztuže stanovené pro přenesení maximálního momentu v deskovém poli (polovině výztuže uvedené v předchozím odstavci). • Rohovou výztuž není třeba provádět v rohu pole, kde se stýkají dva spojité okraje deskového pole.

náhradními nosníky, popř. rámy. Při vyšetřování je třeba použít vhodných geomeObr. 3 Torzní výztuž v rozích desky Fig. 3 Torsion reinforcement at a corner of the slab

D E S K Y LO K Á L N Ě P O D E P Ř E N É Desky lokálně podporované mohou být vyšetřovány za použití osvědčených metod, jako je metoda sítí (kde deska je idealizována sestavou vzájemně spojených diskrétních prvků), metodou konečných prvků, metodou lomových čar nebo

Záporné momenty [%] Kladné momenty [%] Sloupový pruh 60 až 80 50 až 70 Střední pruh 40 až 20 50 až 30 Celkový záporný moment přenášený sloupovým i středním pruhem musí vždy v součtu dávat 100 %, obdobně toto platí pro kladný moment. BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2005 –

PŘÍLOHA

III

NORMY •


Obr. 4 Rozdělení desky lokálně podepřené na sloupové a střední pruhy Fig. 4 Division of flat slabs in column and middle strips

1990[2] a velikosti zatížení uvedených v normách ČSN EN 1991[3]. V Příloze I normy EN 1992-1-1 jsou uvedena následující doporučení.

trických a materiálových údajů. Pro stanovení vnitřních sil těchto konstrukcí lze použít při stanovení silových účinků zatížení metod podrobně popsaných v ČSN 73 1204 [5], avšak při uvažování součinitelů zatížení uvedených v ČSN EN Obr. 5. Definice účinné šířky be pro různé typické případy okrajových a rohových sloupů Fig. 5 Definition of effective breadth be for various typical cases of edge and corner columns

METODA NÁHRADNÍCH RÁMŮ Metodu lze použít pro vyšetřování deskových konstrukcí lokálně podepřených s pravoúhelníkovými deskovými poli. Konstrukce se rozdělí na podélné a příčné rámy sestávající ze sloupů a přilehlých částí desek ohraničených střednicemi přilehlých polí. Tuhosti prvků mohou být stanoveny při uvažování příčných průřezů prvků. Pro svislé zatížení mohou být tuhosti stanoveny při uvažování celé šířky polí. Pro vodorovné zatížení se použije 40 % těchto hodnot, aby byla vyjádřena vzrůstající poddajnost ve stycích sloupu a desky těchto deskových konstrukcí ve srovnání s rámovými konstrukcemi, kde jsou sloupy spojeny s průvlaky. Při vyšetřování se uvažuje celkové zatížení v každém směru. Celkové záporné a kladné ohybové momenty, stanovené řešením rámové deskové konstrukce se rozdělí po šířce desky. Při vyšetřování konstrukce za předpokladu pružného působení se záporné momenty soustřeďují ke střednicím sloupů. Literatura: [1] prEN 1992-1-1: 2001 Navrhování betonových konstrukcí. Část 1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby (Fin. Draft 12/2003) [2] ČSN 1990 Zásady navrhování (04/2002), v ČR vydán 03/2004 [3] ČSN 1991-1-1 Zatížení konstrukcí – Obecná zatížení – Část 1-1: Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení budov (04/2002), v ČR vydán 03/2004 [4] Concise EUROCODE for the design of concrete buildings, BCA, 7/1993 [5] ČSN 73 1204 Navrhování betonových konstrukcí působících ve dvou směrech, 1986 [6] Procházka J., Krátký J.: Zavádění EN 1992-1-1 „Navrhování betonových konstrukcí“ do praxe – Mezní stavy porušení smykem, kroucením, protlačením; Beton TKS roč. 3, 2003, č. 4, s. 46–51, ISSN 1213-3116

IV

Desková pole v každém směru se rozdělí na sloupové a střední pruhy (obr. 4), kterým přidělíme ohybové momenty, jak je uvedeno v Tab. 3. Doporučuje se volit rozdělení záporného momentu ve sloupovém pruhu 75 % a ve středním pruhu 25 %, rozdělení kladného momentu ve sloupovém pruhu 60 % a ve středním pruhu 40 %. U deskových konstrukcí se zesilujícími deskami v oblasti lokálních podpor, jejichž šířka je větší než je 1/3 kratšího rozpětí pole, uvažuje se sloupový pruh o šířce rovné zesilující desce. Šířka středního pruhu je pak podle toho upravena. Pokud šířka zesilující desky je menší než 1/3 kratšího rozpětí pole, při stanovení šířky sloupového pruhu se jí nedbá. Pokud u stropní konstrukce nejsou okrajové trámy dimenzované na účinek kroucení, pak moment přenášený do okrajového nebo rohového sloupu musí být omezen na moment únosnosti obdélníkového průřezu, který je roven 0,17 be d2 fck, kde be je definováno na obr. 5. V tomto případě je třeba příslušně upravit kladný moment v poli. Nepravidelné uspřádání sloupů Při nepravidelném uspořádání sloupů, kde nelze použít metodu náhradních rámů, lze užít metodu sítí nebo jinou metodu založenou na předpokladu pružného chování konstrukce. V těchto případech bude postačující následující zjednodušený postup: • Vyšetříme desku na plné zatížení γG Gk + γQ Qk ve všech polích. • Vyšetřené momenty uprostřed rozpětí a nad sloupy zvětšíme, aby byl vystižen účinek vystřídání zatížení v polích. Tohoto může být dosaženo zatížením kritického pole (nebo polí) plným zatížením γG Gk + γQ Qk a zbývající části desky zatížením γG Gk. Kde může být významná změna stálého zatížení v polích, uvažuje se γG = 1 v polích nezatížených nahodilým zatížením. • Obdobným způsobem lze použít působení tohoto zatížení u dalších kritických polí a podpor. Je třeba respektovat omezení týkající se přenosu momentů do okrajových a rohových sloupů. Prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc. Katedra beton. konstrukcí a mostů FSv ČVUT Thákurova 7, 166 29 Praha 6 e-mail: [email protected]


1/2005 –

PŘÍLOHA

SOFTWARE SOFTWARE

EUROCADCRETE – INTERAKTIVNÍ VÝUKA NAVRHOVÁNÍ BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ EUROCADCRETE – AN INTERACTIVE LEARNING TOOL FOR DESIGNING OF CONCRETE STRUCTURES

M I C H A E L A Š Í PA LO VÁ Česká republika aktivně spolupracuje na projektu EuroCADcrete, podporovaném Evropskou unií, který by měl usnadnit zavádění evropských norem v oblasti navrhování betonových konstrukcí do výuky a následně do praxe. The Czech Republic actively cooperates in the EuroCADcrete project, supported by the European Union. This project is believed to facilitate the application of Eurocodes for the design of concrete structures in education and subsequently in the practice. Země Evropské unie se připravují na používání evropských betonářských norem. Přechod od národních betonářských norem k normám evropským probíhá pod záštitou Sdružení evropských betonářských společností (European Concrete Societies Network – ECSN), které má sekretariát v Nizozemí. ECSN je nositelem grantu Evropské unie pro projekt s názvem EuroCADcrete, který by měl přechod usnadnit a zefektivnit, zejména při výuce navrhování betonových konstrukcí. Jelikož nosným prvkem uvedeného projektu je vývoj interaktivního výukového programu, zapojily se do projek-

tu kromě betonářských společností jednotlivých evropských zemí také stavební fakulty evropských univerzit. V České republice pod záštitou České betonářské společnosti ČSSI (ČBS) na tomto projektu aktivně spolupracují fakulty stavební univerzity v Praze, Brně a Ostravě. Koordinátorkou projektu pro katedru betonových konstrukcí a mostů Fakulty stavební ČVUT v Praze i pro mezifakultní spolupráci jmenovaných tří českých technických univerzit je autorka článku. Vzhledem k předpokládané komplexnosti projektu EuroCADcrete by měl na závěr vzniknout soubor pomůcek, který usnadní zavádění Eurocode v evropských zemích, a to jak na teoretické bázi, která předpokládá znalost souboru evropských norem, tak na praktické bázi, kdy si každý bude moci své nově nabyté vědomosti vyzkoušet a otestovat. Zapojení prostředků výpočetní techniky do výuky navrhování betonových konstrukcí umožňuje generovat nekonečné množství zadání, čímž je každý student donucen pracovat samostatně. Dalším přínosem programu je usnadnění práce učitelů při opravování studentských prací. Student si totiž správnost svého výpočtu ověří sám, pomocí interaktivního přístupu programu. S přibývajícím počtem studentů je pro vyučující

stále obtížnější podrobně kontrolovat každému studentovi všechny výpočty a zbývá stále méně času na teoretické rozbory jednotlivých kroků výpočtu. V důsledku toho je mnohdy výklad předmětu navrhování betonových konstrukcí omezován na pouhý popis postupu při návrhu konstrukce, čímž se studenti nedostanou k podstatě problému a umí „jen“ dosazovat do vzorců. PROGRAM EUROCADCRETE Před více než deseti lety vznikl v Nizozemí jednoduchý výukový program, který sloužil ke zkoušení studentů v oblasti navrhování a vyztužování betonových konstrukcí. Vzhledem k tomu, že se jednalo pouze o konkrétní zadání, která se každým rokem opakovala, ztratil program po několika letech svou účinnost. Díky rychlému vývoji výpočetní techniky zastaral i hardware, na který byl původní program naprogramován. Na této tradici a zkušenostech vznikl EuroCADcrete, který byl vyvinut za spoluObr. 2 Step 16 – rozmístění třmínků v prvku s vyznačením vykrytí obrazce posouvajících sil Fig. 2 Step 16 – distribution of stirrups along length of beam with indicated coverage of shear force diagram

Obr. 1 Step 11 – průběh posouvajících sil s vyznačením únosnosti betonu a smykové výztuže Fig. 1 Step 11 – the shear force diagram with indicated bearing capacity of concrete and shear reinforcement


1/2005

51

SOFTWARE SOFTWARE

Obr. 3 Step 2 – postup řešení Fig. 3 Step 2 – design flow

navrhování a vyztužování prutových konstrukcí (nosníků, spojitých nosníků a konzol). Základní cíle, které chce EuroCADcrete plnit, můžeme shrnout do následujících bodů: • Studenti by měli být schopni navrhovat základní betonové prvky podle platných norem a jejich výpočty by měly být zkontrolovány a opraveny bez nadměrné asistence vyučujícího. • Na začátku úlohy je třeba, aby student zadal správný sled kroků, podle kterých je třeba při návrhu prvků postupovat, čímž prokáže, že chápe princip navrhování (obr. 3). • Student nemůže pokračovat dalším krokem v řešení úlohy, pokud správně nesplnil krok stávající. Tak se jasně ukáže, ve které části výpočtu má student chybu. • Studenti by měli při procvičování úloh získat také jakýsi „inženýrský úsudek“, který se týká především ekonomické stránky návrhu. Tomuto problému je věnována sekvence kroků, ve které si studenti mohou sami vytvořit parametrickou studii pro jejich prvek se srovnáním cen jednotlivých variant návrhů. Ekonomické hledisko návrhu konstrukce, které bylo u nás dlouho opomí-

práce Technické univerzity v Delftu a firmy Matrix Software BV, vlastnící komerční software MatrixFrame (MxFrame). Pro přechod na evropské normy, zejména pak normu EN 1992-1-1 „Navrhování betonových konstrukcí, Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby“, bylo třeba program i jeho výukovou nástavbu upravit. Přitom vznikla myšlenka využití programu i v jiných evropských zemích kromě Nizozemí. V současnosti je program upraven na poslední verzi Eurocode 2 a v budoucnu budou přidány modifikace pro jednotlivé státy, které program přizpůsobí příslušným Národním přílohám evropské normy. Program EuroCADcrete je vytvořen jako nástavba k dostupnému softwaru MxFrame, který je komerčně využíván statiky a slouží nejen pro výpočet vnitřních sil na prvcích, ale je zde také možno betonovou konstrukci dimenzovat. Na betonářském modulu programu MxFrame je postaven kontrolní mechanismus programu EuroCADcrete. Současná verze programu EuroCADcrete slouží k testování znalostí studentů při

Obr. 4 Statistika používání nápověd během řešení úlohy Fig. 4 Statistics on use of assist levels during solving task

10

8

6

4

2

0 4

5

Avg of Log_Assist.Assist_level_1

52

6

7


8

11

12


Obr. 5 Závěrečný krok – vyhodnocení úlohy Fig. 5 Last Step – evaluation of exercise

jeno, nabývá v dnešní době stále větší významnosti. • Vyřešení úlohy způsobem „pokus-omyl“ se předchází třístupňovým systémem nápověd. Používání nápovědy je programem kontrolováno (obr. 4). Přílišné používání nápovědy vede k neúspěšnému dokončení úlohy. Program EuroCADcrete si dává za cíl naučit studenty nejen správnému postupu při navrhování betonových prvků, ale také pomoci pochopit základní principy navrhování betonových konstrukcí. Díky jednoduchosti práce s programem je eliminována nutnost speciálního zaškolování studentů k zvládnutí programu. Program pracuje s využitím „pomocníka“ („wizardu“) tak, že prochází se studenty jednotlivé kroky (Step 1 až 25) výpočtu a při špatném vyřešení dílčího kroku nepustí studenta k dalšímu kroku. Pomůckou při řešení úlohy jsou tři stupně nápovědy s různou velikostí penalizace udělováním trestných bodů. Program během zadávání automaticky upozorňuje na chyby. Cílem studentů je nasbírat v průběhu práce co nejmenší počet trestných bodů (obr. 5). Veškerá činnost studentů v programu EuroCADcrete je ukládána do chráněné centrální databáze. Program nazvaný MxTeachers Tool, do kterého je přístup chráněn heslem, umožňuje vyučujícím vytvářet vlastní typy úlohy, nastavit vlastnosti úlohy dle potřeby a kontrolovat výsledky studentů. Díky centrální databázi je možné kontrolovat úspěšnost studentů v průběhu řešení úloh a po přerušení práce není nutné, aby student procházel celou úlohou znovu, ale začne krokem, který naposledy řešil.


1/2005

SOFTWARE SOFTWARE

Informace o úspěšnosti studentů při řešení úlohy si může vyučující prohlédnout či vytisknout po skončení hodiny ve výsledkovém dokumentu (report). Ten obsahuje seznam studentů s přehledem počtu trestných bodů, které získali v jednotlivých krocích, je zde uvedeno, zda student splnil úlohu úspěšně, případně ke kterému kroku se při řešení dostal. EuroCADcrete na Fakultě stavební ČVUT Katedra betonových konstrukcí a mostů Fakulty stavební ČVUT v Praze se za podpory ČBS aktivně podílí na práci na projektu. Dvakrát až třikrát do roka všichni evropští spoluřešitelé projektu jednají na mítincích, kde si předávají zkušenosti a jsou seznamováni se stavem plnění záměrů projektu. Začátkem července 2004 se konala dílčí schůzka nizozemských a českých zástupců řešitelských týmů na pražské stavební fakultě. Připomínky diskutované na pražské schůzce byly zapracovány do novější, síťové, verze programu, předané řešitelům projektu na říjnovém mítinku v Amsterdamu. Zástupci České republiky zde předali ostatním spoluřešitelským týmům vzorový výpočet návrhu a posouzení železobetonové desky dle Eurocode 2 a jejich práce byla ostatními členy týmu hodnocena velmi kladně. Práce na vývoji programu V současné době probíhá testování programu EuroCADcrete pro prutové konstrukce se studenty. Výukový program EuroCADcrete se stále vyvíjí. Práce na projektu se dá shrnout do tří základních okruhů navazujících na sebe. • vypracování učebních materiálů a vzorových příkladů sloužících ke kontrole správnosti práce programu, • spolupráce s programátory programu a průběžné připomínkování jednotlivých, postupně vyvíjených verzí, • zavedení programu do výuky a úprava učebních plánů pro jednotlivé předměty využívajících program. Učební materiály K vypracování učebních materiálů katedra betonových konstrukcí a mostů Fakulty stavební v Praze přispěla kompletně a podrobně vyřešeným příkladem na jednosměrně pnutou desku o třech polích. V současné době probíhá tvorba příkladů pro nosník s převislým koncem.

Připomínkování programu Při vývoji software se objevují stále nové a nové problémy. Některé vznikají z rozdílných postupů při navrhování a vyztužování betonových konstrukcí v jednotlivých evropských státech. Proto pokládáme za úspěch, že se nám daří prosazovat rozšíření programu tak, aby zohledňoval i zvyklosti obvykle používané v Čechách. Příkladem je rozšíření nápovědy týkající se výpočtu minimálních ploch ohybové výztuže také o postup s využitím tabulek (obr. 6). Jiné problémy vznikají chybou při převádění výpočtů do strojové verze. Počítač stále zůstavá strojem, který zatím neumí nad výpočtem uvažovat tak, jak se v normě předpokládá. Je tedy nutné všechna „pokud“ a „když“ normy exaktně naprogramovat. Testování programu Na půdě Fakulty stavební v Praze již proběhlo testování jedné z verzí programu se studenty. Vzhledem k tomu, že program je stále pouze v anglické verzi a jednalo se o první testování, zvolili jsme jednoduchou variantu úlohy obsahující pouze kroky dotazující se na výpočet ohybové plochy výztuže. Studenti měli zadánu jednoduchou geometrii konstrukce, jednalo se o spojitý nosník o dvou polích. Zjistili jsme, že v některých případech program spočítal chybně nutné množství výztuže nad podporou. Nedostatek je nutné vyřešit před tím, než bude výukový program vydán v konečné verzi. Program je testován i doktorandy katedry, a to na kompletním typu úlohy, která obsahuje jak dimenzování průřezu, tak následné vyztužení celého prvku (obr. 3). Tento přístup by měl odhalit všechny nedostatky programu. V neposlední řadě jsou na katedře s programem seznamováni vyučující, kteří svými zkušenostmi z pedagogické praxe pomáhají vytvořit optimální rozsahy příkladů pro jednotlivé skupiny studentů podle dosažených znalostí. Zavádění do výuky Se zaváděním strukturovaného studia na Fakultě stavební ČVUT v Praze jsou intenzivně připravovány nové učební osnovy pro studenty bakalářského programu. Při tvorbě předmětů se již počítá se zařazením této interaktivní složky do výuky. S H R N U T Í A Z ÁV Ě R Hlavním cílem programu EuroCADcrete


1/2005

Obr. 6 Nápověda 2 – výpočet minimální plochy ohybové výztuže Fig. 6 Assist level 2 – calculation of minimum longitudinal reinforcement

je zkvalitnění a zefektivnění výuky v době, kdy v zemích Evropské unie dochází k zavádění Eurocode místo dosud platných národních norem. Spolu s programem vznikají i nové učební materiály, které nahradí stávající skripta a učebnice, vypracovávané dosud podle národních norem. V budoucnosti by měl být uvedený program nástrojem, který garantuje maximální výukový efekt při minimálních nárocích na vyučujícího. Učitelé se tak budou, místo kontrolování správnosti výsledků, moci více věnovat vysvětlovaní principu a teoretického pozadí jednotlivých výpočtů. Uvedený přístup přinese výhody především studentům, kteří budou mít více času na diskuze o teorii a principech navrhování betonových konstrukcí. Zaváděná verze programu EuroCADcrete se zatím týká prutových konstrukcí. Plánované rozšíření softwarového systému o desky, sloupy a stěny umožní vznik komplexního programu, který bude nejen podporovat výuku navrhování betonových konstrukcí, ale pomůže stavebním inženýrům při přechodu z českých norem na Eurocode. Díky používání programu po celé Evropě je v budoucnosti možné dosáhnout sjednocení statických výpočtů ve všech 53

SOFTWARE SOFTWARE

evropských zemích. Proto je účast České republiky na programu důležitá. Prací na projektu ovlivňujeme finální podobu programu a přizpůsobujeme ho požadavkům českému způsobu navrhování betonových konstrukcí. Naši absolventi tak budou mít zaručené srovnatelné vzdělání v oblasti navrhování betonových konstrukcí se studenty zahraničních univerzit, které budou tento program též používat. Česká republika se spoluprací na vývoji projektu EuroCADcrete podílí na tvorbě podmínek, které by v budoucnu měly ovlivnit navrhování betonových konstrukcí ve všech zemích Evropské unie. Před-

REŠERŠE

pokládá se, že absolvování výuky programem EuroCADcrete bude významným bodem životopisu stavebního inženýra. Pro české studenty bude jednodušší absolvovat stáže na zahraničních univerzitách, případně se ucházet v zahraničí o zaměstnání.

Ing. Michaela Šípalová Katedra betonových konstrukcí a mostů Fakulta stavební ČVUT Thákurova 7, 166 29 Praha 6 tel.: 224 354 364 e-mail: [email protected]

ZE ZAHRANIČNÍCH ČASOPISŮ

P LO V O U C Í „ M O N O L I T H “ VE ŠVÝCARSKÉM MURTENU Celé číslo časopisu Structural Engineering International 4/2004 je věnováno prozatímním konstrukcím. Příkladem je plovoucí betonový „Monolith“ o objemu 33 000 m3, jenž patří mezi dosud největší prozatímní konstrukce umístěné na vodě a který byl postaven v rámci výstavy ve švýcarském městě Murten s názvem „Okamžik a věčnost“. Uvnitř monolitu, který navrhl tým designérů v čele s Jeanem Nouvelem, je vystaveno historické „Panorama bitvy v Murtenu“ a multimediální přehled „Swiss Version 2.1“. Plovoucí objekt je tvořen třemi částmi: plovoucí plošinou složenou z jednoho sta čtvercových pontonů z lehkého betonu, kotevním systémem zajišťujícím stabilitu objektu při zatížení vlnami a větrem a ocelovou konstrukcí s fasádou. „Monolith“ je

54

Literatura: [1] Weener, R. J.: EuroCADcrete, a Computer Aides Learning tool for education in reinforced concrete. Konference ECPPM 2002, Portorož, 2002 [2] Galjaard, H. J. C.: EuroCADcrete, an improved design exercise in reinforced concrete. Workshop CIB W78 IABSE EG-SEA-AI, Reykjavik, 2000 [3] Matrix Software BV, Nijmegen, NL, http://www.eurocadcrete.com [4] Matrix Software BV, Nijmegen, NL, http://www.matrix-software.nl/uk

VZHLED

A KONSTRUKCE

INTEGRÁLNÍCH BETONOVÝCH MOSTŮ

plně vybaven jako normální budova, tzn. výtahy a jiná technická a sociální zařízení. Structural Engineering International 4/2004, str. 264, autor: Philippe Menétrey RE NOVAC E

V současném navrhování mostů je běžnou praxí využívat klouby a nosníky. V článku uveřejněném v německém měsíčníku Beton- und Stahlbetonbau se autor zaměřil na zapomenuté výhody monolitických mostů, jež ukazuje na příkladech nových staveb se zvláštním důrazem na odolnost konstrukcí. Beton- und Stahlbetonbau 10/2004, str. 774, autor: Matthias Schüller

FASÁD A VE NTI L AČ N ÍC H

HE LSI N K ÁC H Finský odborný časopis Betoni 3/2004 popisuje renovaci fasád a ventilačních systémů úřední budovy finského Svazu stavebního průmyslu v Helsinkách. Projekt zahrnoval výměnu oken a obkladových prvků tenké fasády, na níž bylo nahrazeno obkladové cihelné zdivo panely z bílého betonu, přidání tepelné izolace a opravu střešních vpustí. Betoni 3/2004, str. 54, autor: Sirkka Saarinen SYSTÉ M Ů V


1/2005

SPEKTRUM SPECTRUM

WIEL ARETS Nizozemský architekt světového formátu Wiel Arets se narodil v roce 1955 v Heerlenu. Odborné vzdělání získal na technické univerzitě v Eindhovenu, kde ukončil studium v roce 1983. Následujícího roku založil v Heerlenu svůj vlastní ateliér IR Wiel Arets Architect & Associates, v roce 1996 se ateliér přestěhoval do Maastrichtu. V letech 1986 až 1989 Arets vyučoval na fakultách architektury v Amsterdamu a Rotterdamu. V devadesátých letech byl hostujícím profesorem na Columbia University a Cooper Union v New Yorku, Berlage Institute v Amsterdamu, Hochschule für Angewandte Kunst ve Vídni a Royal Danish Academy of Fine Arts v Kodani. V roce 1995 se stal děkanem na Berlage Institute v Rotterdamu, kde působil do roku 2002. Loni přijal profesuru na University of Arts v Berlíně. Wiel Arets, born 1955 in Heerlen, Netherlands, graduated from the TU Eindhoven in 1983. In the following year he established Wiel Arets Architect & Associates in Heerlen. In 1996 the office moved to Maastricht. He has held a number of academic positions: from 1986 to 1989 he taught at the Architectural Academies of Amsterdam and Rotterdam, from 1988 to 1992 at the Architectural Association London, from 1991 to 1994 he was Visiting Professor at Columbia University and Cooper Union in New York, at the Berlage Institute Amsterdam, the HAK in Vienna and the Royal Danish Academy of Fine Arts in Copenhagen. From 1995 to 2002 he was dean of the Berlage Institute Rotterdam. In 2004 he accepted the professorship at the University of Arts in Berlin.

Z roku 1991 pochází Aretsův návrh na rozšíření a rekonstrukci stávající administrativní budovy Ústředí penzijního fondu AZL v Heerlenu ze 40. let 20. století. Arets v něm plně rozvinul svůj architektonický prostorový názor a s použitím minima materiálů a forem dosáhnul maximálního účinku. Jeho materiálový rejstřík vystačil s pohledovým betonem, černou lakovanou ocelí a masivní břízou. Stavba velmi obratně těží ze své situace. Možnost napojení areálu ze dvou ulic umožnila vytvořit reprezentativní předpolí směrem k centru města, naopak zadní část pozemku slouží pro zásobování a parkoviště. Arets dokázal navrhnout zajímavé a stimulující pracovní prostředí pro 230 zaměstnanců penzijního fondu. V budově se nachází buňkové i velkoprostorové kanceláře, restaurace, konferenční místnosti a další vybavení moderní společnosti. Nové prostory jsou zasouvány a zapojovány do stávající budovy z režného zdiva. Kontrast hladkého betonu a reliéfu zdiva jasně vymezuje nové a staré. Protažená nástupní reprezentační hmota spojuje dvě kancelářské budovy (starou a novou) v jeden celek tvaru U. Ve dvorní části jsou na fasádě použity plechové perforované kazety, které se dle potřeby otevírají vůči slunečnímu svitu. Právě ve dvorní části je patrné Aretsovo zaujetí japonským zenem. Minimální kompozice implikuje soustředění a klid pro práci. V Heerlenu jsme svědky dokonalé abstrakce nejdůležitějších architektonických matérií – prostoru, světla a hmoty. Stavba je zajímavou alternativou současných přebujelých digitálních forem.

Obr. 1 Ústředí penzijního fondu AZL v Heerlenu (časopis Stavba) Fig. 1 Pension Fund Headquarters in Heerlen (journal Stavba) BETON • TECHNOLOGIE • KONSTRUKCE • SANACE

1/2005

55

SPEKTRUM SPECTRUM

Budova Akademie výtvarných umění a architektury v Maastrichtu je jedním z příkladů architektonického minimalismu. V letech 1994 a 1995 získal Aretsův návrh této budovy cenu Concrete Award, cenu Mies van der Rohe Pavilion Award a také cenu Victora de Stuerse. V roce 1998 byla tato stavba zařazena Mezinárodní unií architektů (UIA) mezi tisíc nejlepších staveb 20. století. Jedná se o rekonstrukci a dostavbu původní budovy akademie, rozšířenou o dva bloky propojené lávkou, umístěnou v úrovni korun stromů. Ke staré budově přiléhá nová, s auditoriem, knihovnou, výstavním sálem, barem a zahradou na střeše. Podlahu a strop spojovací lávky tvoří průhledné skleněné cihly v železobetonové síti. Systém propojení všech částí kampusu podporuje společenskou interakci mezi studenty a učiteli, kteří musí společně procházet stejnou trasou mezi jednotlivými fakultami. Atmosféra ukrytá za fasádou skleněných bloků tvoří pravý kontrast mezi vnějším minimalistickým pojetím a členitým, živým a pohyblivým světem umění uvnitř. Jak napovídá exteriér, učebny jsou osvětleny pomocí skleněných ploch pláště budovy. Umožňují průnik světla, ale zároveň pouze naznačují, co se skrývá uvnitř. Jsou ideálním materiálem, který propojuje budovu s okolní zelení. Podle autora je budova Aka56

Obr. 2 Akademie výtvarných umění a architektury v Maastrichtu Fig. 2 Academy of Fine Arts and Architecture in Maastricht

demie výtvarných umění a architektury v Maastrichtu architekturou osobité dialektiky: spojuje matné a transparentní, reálné a nereálné. Dalším pozoruhodným počinem nizozemského architekta je Univerzitní knihovna v Utrechtu, na níž pracoval v letech 1997 až 2004. Hlavním důvodem k její stavbě bylo vytvoření nadzemního spojení – můstku přes přilehlé budovy univerzitního areálu. Wiel Arets měl kromě knihovny za úkol navrhnout také parkoviště pro 530 vozidel. Parkování v podélné zahradě s malou kavárnou na konci naplánoval tak, aby bylo upřednostněno skladování knih. Knihovna má pozoruhodně řešený interiér dílem souhry betonu a skleněných ploch na fasádě. Betonové a skleněné prvky zde byly prostřednictvím sítového tisku ozvláštněny rákosovým vzorkem. Reliéf betonových dílců fasády a betonových zdí interiéru byl vytvořen za pomoci pryžových matric vložených do bednění. Sítotisk na sklech propůjčuje interiéru měnící se světelné podmínky v souvislosti s množstvím slunečního světla, které jsou v souladu s požadavky knihovny. Ve dnech, kdy je zataženo, je rákosový vzorek matnější, když je slunečno, je zase naopak ostřejší a jasnější. Mnohé skleněné panely se pro nezacloněný výhled dají otevřít. Hrubá stavba obsahuje 20 sloupů a 4 pevná jádra, což představuje poměrně


1/2005

SPEKTRUM SPECTRUM

odvážný stavební záměr. Z betonu jsou úložné prostory pro knihy a rozměrné sklady zahrnující celkem 108 km regálů, k nimž přiléhají čítárny. Knihy jsou mezi jednotlivými sklady transportovány centrálními šachtami vzájemně propojenými v suterénu. V knihovně nejsou nízké stropy, které by zakrývaly technickou infrastrukturu. Mezi dlouhými klenbami byly vytvořeny technické prozatímní prostory o rozměru 400 x 400 mm, v nichž jsou obsažena osvětlovací a samočinná hasicí zařízení. Arets navrhl stropy a zdi knihovny v černé barvě, která by měla u čtenářů vytvořit pocit bezpečí. Podlahy jsou leskle šedé. Dominantní prvek zde tvoří bílé stoly a knihy. Jedinou výraznou barvu mají čalouněné sedačky a přepážky, které jsou červené. Zvláštní pozornost byla věnována problematice osvětlení.

Obr. 3 Univerzitní knihovna v Utrechu (UBU) Fig. 3 University Library in Utrecht

K dalším oceněným stavbám Wiela Aretse patří cena Victora de Stuerse za Beltgens Fashion Store v Maastrichtu (1986), cena Charlotte Köhlerové (1988), ocenění Rotterdam Maaskant Award (1988) a cena Edmunda Hustinxe (1991). Oficiální stránky nizozemského architekta Wiela Aretse: www.wielarets.cz. Autoři fotografií: W. Arets a budova AVU v Maastrichtu – Veronika Šandová, UBU v Utrechtu – Jan Bitter, Vlastimil Šrůma Článek byl připraven s laskavým souhlasem pana architekta Wiela Aretse. Kateřina Jakobcová


1/2005

57

SPEKTRUM SPECTRUM

IABSE SYMPOSIUM SHANGHAI 2004 – JANG-C’-ŤIANG VLASTIMIL ŠRŮMA IABSE SYM P ÓZI U M V ŠANG HA J I Každoroční sympózium Mezinárodní asociace pro mosty a inženýrské konstrukce IABSE se konalo v roce 2004 od 22. do 24. září v čínské Šanghaji. Jeho mottem bylo Životní prostředí a infrastruktura velkých měst, náplň přednášek se ale tradičně týkala především velkých inženýrských projektů – mostů, výškových a speciálních budov a konstrukčně-technologických problémů, z nichž řada měla s městským urbanismem spojitost méně než hypotetickou. Předneseno bylo na dvě stě příspěvků, a to skutečně z celého světa (program sympózia lze najít na www.iabse.org). Domácí převahu ovšem měli čínští konstrukční inženýři, což zároveň zahraničním účastníkům poskytlo jedinečnou příležitost získat ucelenější představu o rozsahu, intenzitě a technické úrovni současné výstavby v nejlidnatější zemi světa.

Obr. 2 Dokončený Druhý nankingský most Obr. 3 Poloha mostů přes Jang-c’-ťiang mezi Nankingem a Šanghají

Několik nejzajímavějších projektů ze Šanghaje a jeho okolí, které jsou vedle Hongkongu a Macaa výkladní skříní dyna-

mického rozvoje jihovýchodního pobřeží Číny, je náplní tohoto článku. VELKÉ MOSTY NA DOLNÍM TOKU JANG-C’-ŤIANGU Dolní tok řeky Jang-c’-ťiang (Chang Jiang, Yangtze River, Dlouhá řeka), který v délce téměř 450 km protíná lidnatou provincii Jiangsu, tvořil odnepaměti obtížnou přírodní překážku překonatelnou pouze přeplavením. Zprovoznění prvního nankingského mostu v roce 1969 znamenalo sice historický průlom v dopravních možnostech země, 400 km obrovitého toku šířky až 10 km a hloubky běžně přes

58

NOVÉ MOSTY PŘES 60 m však až po ústí do Žlutého moře stále dělilo provincii na rychle se rozvíjející oblast Šanghaj-Suzhou-Wuxi-Changzhou na jihu a zaostávající přímořskou část severně od Jang-c’-ťiangu s izolovanými městy Nantong a Dongtai. V 70. až 90. letech prudce vzrůstal provoz na Dlouhé řece až po dnešních 2 500 až 3 000 lodí, které projedou denně staveništěm mostu Sutong. Velkokapacitních přívozů je již jedenáct, jsou však stále méně schopny uspokojit rostoucí dopravní nároky. Od poloviny 80. let jsou zkoumány možnosti překonání Dlouhé řeky mezi Nankingem a Šanghají a pro budoucí mosty a tunely bylo vytipováno celkem dvanáct lokalit. Pro jejich výstavbu se však našly prostředky až o deset let později. Ve specifických čínských podmínkách trvalo rovněž určitou dobu, než tamní inženýři získali – při jen velmi postupném otevírání státu zahraničním expertům a firmám – vlastní zkušenosti s projektováním a výstavbou mostů takových rozměrů, aby si mohli na třetí nejdelší řeku světa na jejím dolním toku troufnout. Důležitými mezníky se v tomto směru staly zavěšený Yangpu most v Šanghaji (1993, hl. pole 602 m) a pionýrské visuté mosty Bay Bridge v Shantou (1995, 452 m) a Humen Bridge (Boca Tigris) u Kantonu (1997, 888 m). Výstavbu náročných a dlouhých přemostění dnes usnadňuje i fakt, že přehrada Tři soutěsky eliminuje kolísání průtoku na dolním toku řeky. Masivní a dlouhodobý hospodářský růst Číny a překotný rozvoj oblasti mezi Šanghají a Nankingem umožnily konečně koncem 90. let i zcela mimořádnou kumulaci rozsáhlých a investičně nákladných dopravních projektů propojujících oba břehy největší čínské řeky (obr. 3). V současnosti jsou už mezi Nankingem a ústím řeky v provozu tři mosty, tři jsou ve výstavbě a sedmý most – přes samotné ústí řeky – je usilovně připravován (Tab. 1). Sutong Bridge Přemostění Sutong propojí města Suzhou a Changshu na jihu a Nantong na severu a stane se důležitou dopravní spojnicí oblasti Šanghaje se severem provincie Jiangsu a severní Čínou. Most se nachází cca 110 km od ústí a cca 95 km od připravovaného Chongmingského mostu


1/2005

SPEKTRUM SPECTRUM

Poř. od ústí

Název

Typ

1

Chongming bridge

(nerozhodnuto)

2 3 4 5 6 7

Sutong bridge Jiangyin bridge Runyang bridge 2nd Nanjing bridge 1st Nanjing bridge 3rd Nanjing bridge

zavěšený visutý visutý zavěšený příhradový zavěšený

Hlavní pole cca 2300 m – visutý cca 1200 m – zavěšený 1088 m 1385 m 1490 m 628 m 128 m 648 m

Provoz (2008) (2008) 1999 (2005) 2001 1969 (2007)

Tab. 1 Velké mosty na dolním toku Jang-c’-ťiangu Poř. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Název mostu Sutong bridge Stonecutters bridge Tatara bridge Normandy bridge 3rd Nanjing Yangtze river bridge 2nd Nanjing Yangtze river bridge Wuhan Baisha island bridge Quingzhou Minjiang bridge Shanghai Yangpu bridge Shanghai Xupu bridge

Stát Čína Čína Japonsko Francie Čína Čína Čína Čína Čína Čína

Rozpětí hlavního pole [m] 1088 1018 890 856 648 628 618 605 602 590

Rok dokončení (2008) (2008) 1999 1995 (2007) 2001 2000 2001 1993 1997

Tab. 2 Světové zavěšené mosty s největším rozpětím

v Šanghaji. Po dokončení plánovaném na prosinec 2008 významně odlehčí Jiangyinskému mostu, který představuje zatím jediné pevné spojení obou břehů Jang-c’-ťiangu východně od Nankingu, a Runyangskému mostu, který má být v otevřen v závěru letošního roku. Budovaný dálniční úsek je 32,4 km dlouhý, vlastní přemostění Sutong měří 8,2 km. Skládá se z hlavního, zavěšeného mostu přes řeku s nájezdovými rampami a z příjezdových estakád na obou březích. Mosty ponesou šestipruhovou dálnici šířky 34 m. Řeka je v místě mostu 6 km široká, dosahuje hloubky až 50 m. Hlubší než 20 m je v šířce přes 1000 m, polohu plavebního kanálu ale mění pohyblivé nánosy usazenin. Plavební průřez výšky 62 m má proto šířku téměř 900 m, aby

vyhovoval podmínkám plavby zaoceánských lodí o výtlaku až 50 000 t. Přemostění se staví od června 2003, celkové náklady mají dosáhnout 6,45 mld. jüanů (CNY), tedy cca 18,3 mld. Kč. Na stavbě má být spotřebováno 2,85 mil. m3 betonu a 233 tis. t oceli, přemístěno bude 3,2 mil. m3 zeminy. Sutongský most je velkolepé dílo, které se těší hned na několik světových rekordů (obr. 4). Rozpětí hlavního pole 1088 m překonává pole rovněž rozestavěného mostu Stonecutters v Hongkongu o 70 m a dnes rekordní most Tatara v Japonsku o téměř 200 m (viz Tab. 2). Krajní zavěšené úseky mají délku 500 m a jsou vždy dvěma mezilehlými pilíři rozděleny na tři pole rozpětí 300 + 100 + 100 m (obr. 5). Výška pylonů


1/2005

Obr. 4 Počítačová animace hotového mostu Sutong

306 m zaostává jen 37 m za rekordními 343 m nejvyššího pylonu viaduktu Millau ve Francii. Hlavně na severním břehu jsou velmi složité základové poměry, skalní podloží je až 280 m hluboko a kryjí ho mocné vrstvy plastických až tekutých jílovitopísčitých naplavenin, které jsou teprve od 60 m pod povrchem dostatečně tuhé. Založení každého z pylonů je proto tvořeno skupinou 131 vrtaných pilot průměru 2,5 až 2,8 m a délky až 130 m. Základové bloky pylonů nad pilotovými rošty mají tvar příčně orientované osmičky Obr. 5 Podélné schéma mostu Sutong

59

SPEKTRUM SPECTRUM

výšce 60 m nad hladinou. Pro svoje estetické kvality („opasek z jadeitu vznášející se nad řekou“) získal hned několik cen. Zatímco ocelová komorová mostovka hlavního pole a navazující komůrky bočních polí z předpjatého betonu jsou velmi subtilní (3,02 m), pylony a kotevní bloky jsou mohutné a robustní a vizuálně visuObr. 6 Podélné schéma Jiyangyinského mostu

vnějších rozměrů 113,8 x 48,1 x 12,6 m. Pylony mají tvar obráceného písmene „Y“, jsou z předpjatého betonu a všechny jejich části jsou duté s tloušťkami stěn od 1 m ve vrcholové části až po 1,5 m v úsecích pod úrovní mostovky. Pylony obkračují mostovku svými stojkami rozměrů cca 7,5 x cca 13 m (po výšce proměnné) a mohutnou příčlí profilu 13 Obr. 7 Pohled na Jiangyinský most Obr. 8 Podélný řez severním kotevním blokem

x 8 m. Mostovka je ocelová komorová a má šířku 35 m. Zavěšena je ve dvou rovinách při svých okrajích. Rekordních je pravděpodobně i 580 m délky nejdelšího mostního závěsu. Pro další informace viz www.stbridge. com.cn.

Jiangyin Bridge Výstavba Jiangyinského mostu [1], který je vzdálený cca 80 km od budovaného přemostění Sutong, začala v listopadu 1994, most byl otevřen pro provoz v září 1999. Přemostění spojuje Jiangyin na jihu s Jingjiangem na severu. Jiangyin Bridge, který je s rozpětím 1385 m (obr. 6) v současnosti rekordním čínským visutým mostem (v době dokončení 4. na světě) představuje stále ještě jediné pevné spojení obou břehů řeky pod Nankingem. Převádí svými šesti dopravními pruhy dálniční tah Šanghaj – Beijing (Peking) a dočasně (do otevření mostu Sutong) i provoz budované příbřežní dálnici Tongjiang – Sanya. Most překračuje řeku ve vybraném místě její malé šířky (cca 1,5 km) ve

tou mostovku velmi odlehčují (obr. 7). Specialitou bylo založení severních kotevních bloků (obr. 8). Vrstvy neúnosných a nestabilních písčitých naplavenin sahají až do hloubky 80 m. Na skalní podklad byl proto nejdříve osazen keson rozměru 69,5 x 69,5 m, výšky 58 m, byl částečně zaplaven a částečně vyplněn pískem a betonem. Kotevní bloky výšky 34,2 m byly potom betonovány po částech ve vazbě na montáž kabelů, aby bylo eliminováno nerovnoměrné sedání společného kesonu. Výsledné sednutí činilo 50 mm, z toho 90 % činilo sednutí během prvního roku, ještě před montáží mostovky. Tvar ocelové komůrky mostovky byl optimalizován na základě zkoušek ve větrném tunelu Tongji University v Šanghaji. Komorový nosník má šířku 32,5 m a konzolami je následně rozšířen na výsledných 36,9 m. Mostovka byla montována z připlavovaných sekcí speciálními jeřáby pojíždějícími po nosných lanech.

Obr. 10 Pohled na severní zavěšený Runyangský most Obr. 9 Přehledná kresba Runyangského přemostění

60


1/2005

SPEKTRUM SPECTRUM

Celkové náklady na výstavbu mostu činily cca 7,8 mld. Kč. Na stavbě bylo spotřebováno 453 tis. m3 betonu a 74,9 tis. t oceli.

vřena již letos, v září 2005. Náklady jsou odhadovány na cca 15,5 mld. Kč. Pro další informace viz www.rybridge.com.cn.

Runyang Bridge Přemostění je podobně jako přemostění Sutong součástí grandiózního čínského plánu výstavby základní dálniční sítě, kterou budou tvořit čtyři kapacitní trasy sever-jih a čtyři trasy západ-východ včetně čtyř nových přemostění Dlouhé řeky. Přemostění Runyang leží na budované dálnici mezi Zhenjiangem na jihu a Yangzhou na severu, cca 100 km nad Jiangyinským mostem. Celková délka úseku je 35,6 km a tvoří ho severní nájezdová rampa, severní most, mimoúrovňova křižovatka na ostrově Shiye, jižní most a jižní nájezdová rampa, na kterou navazuje ještě příjezdová estakáda (obr. 9). Jižní, visutý most překračuje hlavní koryto řeky a s délkou hlavního pole 1490 m se stane rekordním rozpětím v Číně (a třetím na světě). Kotevní bloky nosných kabelů mají rozměry 69 x 50 m s hloubkou založení 29 m u jižního a 48 m u severního bloku. Severní most je zavěšenou konstrukcí s ocelovou komůrkovou mostovkou o rozpětí hlavního pole 406 m a 176 m u bočních polí (obr. 10). Přemostění ponese šestipruhovou dálnici ve výšce 50 m nad hladinou řeky, takže nebude překážet plavbě zaoceánských lodí do Nanjingu a Wuhanu. Technický vývoj a zkoušky spjaté s touto mimořádnou stavbou se mj. týkaly: • ochrany spodní stavby mostů před nárazy vysokotonážních lodí [2] • speciálních zařízení a postupů pro montáž mostovky visutého jižního mostu (obr. 11), Stavba začala v říjnu 2000 a má být ote-

2nd Nanjing Bridge V březnu 2001, tedy téměř 32 let od otevření prvního, ocelového příhradového mostu v Nankingu bylo uvedeno do provozu 11 km po proudu nové přemostění Dlouhé řeky, které nese název Druhý nankingský most. Přemostění je 21,2 km dlouhé a křižuje řeku v místě velkého ostrova Baguazhou. Převádí v orientaci jih-sever šestipruhovou dálnici mezi východním okrajem Nankingu a městem Luhe na levém břehu řeky. Širší, jižní rameno řeky je překlenuto zavěšeným mostem délky 1238 m s rozpětím hlavního pole 628 m (v současnosti 3. místo na světě – obr. 2). Oba krajní zavěšené úseky hlavního mostu jsou rozděleny vloženým pilířem na pole 246,5 a 58,5 m. Mostovku tvoří stejně jako v případech ostatních velkých mostů přes Jang-c’-ťiang ocelová komůrka nesená dvěma rovinami závěsů při svých krajích (obr. 12). U Druhého nankingského mostu má šířku 38,2 m a výšku 3,5 m (1/180 rozpětí). Železobetonové pylony mostu jsou 195,4 m vysoké a mají opět tvar obráceného „Y“. V místě mostu je rameno řeky široké 1,2 km, voda má hloubku až 40 m a proudí rychlostí 3 m/s. Tloušťka nestabilních naplavenin je až 38 m. Hlubinné základy pylonů musejí přenést jak zatížení vnášené pylony, tak i síly od případných nárazů lodí v podélném (uvažována osamělá síla 27 000 kN) i příčném směru (síla 13 500 kN). Pro založení pylonů byla proto zvolena speciální integrovaná konstrukce, která do značné míry pohltí energii případných nárazů lodí a jen malou část tohoto namáhání (a deformace) předá hlubinnému základu vlastního pylonu. Sestává z masivní železobetono-

Obr. 13 Pohled na Nankingský most


1/2005

Obr. 11 Montáž mostovky visutého mostu Runyang

Obr. 12 Příčný řez ocelovou komůrkou Druhého nankingského mostu

vé jímky průměru 36 m a výšky 65,5 m, se stěnami tloušťky 8 m a s oběma povrchy opancéřovanými ocelovými plechy. Do 6 m tlustého dna této základové krabice je vetknuto 21 vrtaných pilot průměru 3 m dlouhých 83 až 102 m. Vlastní pylony byly betonovány do posuvného bednění; jejich vizuálnímu ztvárnění byla věnována velká péče (obr. 2). Vodorovné deformace šikmých stojek pylonů od vlastní tíhy před jejich spojením byly rektifikovány rozpěrnou konstrukcí. Závěsy jsou kotveny protilehle v dutinách horní svislé části pylonu – v každé z obou polovin pylonu vždy dvojice pro jednu rovinu závěsů. Štěpící síly z kotvení závěsů v hlavách pylonů jsou eliminovány smyčkovými předpínacími kabely. V šanghajské Tongji University byly provedeny četné modelové zkoušky mostu, mj. právě full-size test namáhání zhlaví pylonů. V té souvislosti byly zkoumány vlastnosti několika typů tlumičů šikmých závěsů používaných ve světě s cílem najít pro nové nankingské mosty a most Sutong optimální řešení – viz [3]. 61

SPEKTRUM SPECTRUM

Druhý nankingský most byl stavěn tři a půl roku, od října 1997. Spolu s nájezdovými rampami přišla stavba hlavního zavěšeného mostu na 2,45 mld. Kč. Oproti plánu byla stavba zkrácena o sedm měsíců a údajně bylo ušetřeno 850 mil. Kč. Na stavbě bylo s potřebováno 10 750 m3 betonu, 23 000 t oceli a 2100 t pozinkovaných patentovaných drátů pro závěsy. Další podrobností viz [4]. Nanjing Bridge Otevření dvoupatrového, smíšeného ocelového příhradového mostu s mohutnými náběhy v roce 1969 se stalo celočínskou událostí prvořadého významu. Po roztržce se Sovětským svazem v období Kulturní revoluce a odjezdu sovětských specialistů, kteří jeho výstavbu od roku

Obr. 14 Vizualizace Třetího nankingského mostu

1961 vedli, byl po osmi letech stavby dokončen vlastními silami „hrdinných čínských montérů a inženýrů“ (obr. 13). Skutečností je, že se jednalo na dlouhých 30 let o jediné pevné spojení

62

obou břehů Jang-c’-ťiangu na dolním toku (první most přes Dlouhou řeku byl do té doby až 1150 km od jejího ústí, ve Wuhanu). Význam mostu proto byl, a dodnes je, obrovský. „Starý“ nankingský most převádí jak hlavní železniční trať mezi jihovýchodem Číny a jejím severem směrem na Beijing, tak i dálniční komunikaci. Délka železničního přemostění činí 6,8 km, celková délka dálničního přemostění je 4,6 km. Vlastní most překonává řeku 9 poli s rozpětími vždy 128 m. 3rd Nanjing Bridge Třetí nankigský most bude lokálně spojovat jižní okraj Nankingu na pravém břehu s provincií Anhui na levém břehu Dlouhé řeky. Leží zhruba 19 km nad legendárním (prvním) nankigským mostem z roku 1969. Nové přemostění se stane součástí jedné z „národních transverzál“ – kapacitní dálnice, která má do roku 2010 spojit po rovnoběžce Šanghaj se sečuánskou metropolí Chengdu ležící u pat Tibetu. Výstavba tohoto dálničního mostu začala v listopadu 2002 a dokončen by měl být za cca 8,8 mld. Kč v roce 2007. Dálniční úsek je celkem 15,6 km dlouhý, vlastní přemostění měří 4,7 km. Hlavní most je zavěšený a hlavní pole dosáhne 648 m. Mostovka je nesena závěsy ve dvou rovinách. Estetickému řešení pylonů byla opět věnována velká pozornost (obr. 14) Most zatím nebyl na mezinárodní úrovni blíže prezentován. Obr. 15 Vizualizace Chongmingského přemostění Jižního kanálu Dlouhé řeky, zavěšená varianta

Literatura: [1] Zhou, S.: Construction of the Jiangying Yangtze Suspension Bridge. SEI Vol. 14. No. 1, pp. 30–31, IABSE 2004 [2] Chen, C.: Impact Protection Design of Ship Collision with Pier of Runyang Bridge. IABSE Symposium Shanghai 2004 Report, pp. 246–247, IABSE – AIPC – IVBH 2004 [3] Sun, L., Shi, Ch., Zhou, H. and Cheng, W.: A Full-Scale Experiment on Vibration Mitigation of Stay Cable. IABSE Symposium Shanghai 2004 Report, pp. 154–155, IABSE – AIPC – IVBH 2004 [4] Liu, L. and Zeng, X.: Second Nanjing Cable-Stayed Bridge. SEI Vol. 14. No. 1, pp. 34–36, IABSE 2004 [5] Pan, L., Lu, Y. and Huang, J.: Proposed Bridge in Shanghai Chongming Rivercrossing Project. IABSE Symposium Shanghai 2004 Report, pp. 96–97, ABSE – AIPC – IVBH 2004

Chongming Bridge Zdaleka největší konstrukcí přemosťující Jang-c’-ťiang by se ale již v horizontu několika málo let měl stát most Chongming pojmenovaný podle názvu velkého ostrova v samotném ústí řeky v těsné blízkosti Šanghaje. Realizace tohoto projektu má klíčový význam pro plánovaný rozvoj celé delty Jang-c’-ťiangu, stejně jako pro rozvoj pobřežní části provincie Jiangsu. Přípravné práce začaly již v roce 2003 a jako o rocích dokončení stavby se stále hovoří o létech 2007 až 2008 [5]. Vizualizace budoucího mostu viz obr. 15. Výhledově jsou připravena dvě mostní řešení, jedno - více proti proudu - se zavěšeným mostem rozpětí 1200 m, a druhé s visutým mostem rozpětí 2300 m (680 + 2300 + 680 m). V obou případech se jedná o světové rekordy. I toto přemostění by mělo nést šestiproudovou dálnici navazující na okruh vedený čtvrtí Pudong a spojit Šanghaj s ostrovem Chongmig trasami vedenými přes ostrůvek Changxing. Obrovitá Dlouhá řeka se zde dělí na Jižní kanál široký 6,5 až 7 km a Severní kanál o šířce cca 8,5 km. Celá přemostění by byla dlouhá cca 25 km. V současnosti se na základě studie proveditelnosti a expertních posudků vybírá nejvhodnější z připravených tras, k nimž přibyla ještě varianta třetí, tunelová.


1/2005

S P PE RK O TR F IULM Y SPECTRUM

SYMPOZIUM

FIB SEGMENTOVÉ BETONOVÉ KONSTRUKCE SYMPOSIUM FIB SEGMENTAL CONSTRUCTION IN CONCRETE

Strategie fib stát se rozhodující světovou organizací v oblasti betonových konstrukcí předpokládá organizaci dvou sympozií ročně. Jedno se obvykle koná v Evropě, druhé na jiném kontinentě. Po úspěšném sympoziu v Avignonu v dubnu 2004 se konalo druhé symposium v listopadu téhož roku v indickém New Delhi. Téma „Segmentové konstrukce“ nebo správněji „Výstavba segmentových konstrukcí“ nebylo zvoleno náhodně. Stavby dopravní infrastruktury jsou podporovány ze státních i městských prostředků. Rychlost výstavby je závažným faktorem, který zvýhodňuje výstavbu prefabrikovaných konstrukcí. Přesto pojem segmentové konstrukce z pohledu programu sympozia obsahuje podstatně širší spektrum staveb. Za segmentové zde byly považovány všechny možné druhy konstrukcí, které se stavějí z jednotlivých dílů postupně na sebe navazujících. Proto se na sympoziu jednalo též o mostech betonovaných letmo nebo vysouvaných, o výstavbě mostních pilířů i jiných konstrukcí. Program sympozia byl rozdělen do dvou paralelních sekcí, které někdy bývaly zahajovány vyzvanými přednáškami. Z celkem devíti vyzvaných přednášek lze jmenovat např. vystoupení M. Virlogeux, J. Combaulta nebo J. Walravena. Zatímco francouzští specialisté se zaměřili na mosty, J. Walraven hovořil o prefabrikovaných ostěních tunelů stavěných tunelovacím strojem (TBM). Dalších více než osmdesát příspěvků bylo rozděleno do osmi sekcí: • mosty betonované letmo • vysouvané mosty • montované segmentové mosty

Obr. 1 Vstup do kongresového centra Fig. 1 Entrance into the Congress Centre Obr. 2 Budovy kongresového centra Fig. 2 Buildings of the Congress Centre

Obr. 3 Zajímavá betonová budova v centru New Delhi Fig. 3 Interesting concrete building in the central New Delhi Obr. 4 Administrativní budova v New Delhi Fig. 4 Office building in New Delhi


1/2005

• zvláštnosti při předpínání vnějšími kabely • výstavba pilířů a věží • tunely • ostatní konstrukce • opravy segmentových mostů. Sympozium se konalo v kongresovém centru města New Delhi. Komplex budov obsahuje velký sál, kde se konalo sympozium, a řadu okolních budov. Účast nebyla rekordní, odpovídala faktu, že sympozia jsou za rok dvě. Na seznamu účastníků je uvedeno necelých tři sta delegátů (nepočítaje doprovodné osoby). Z toho přes dvě stě delegátů bylo z Indie a asi sedmdesát z ostatních zemí. Druhé největší zastoupení mělo Japonsko (asi deset účastníků). Po sympoziu se konala technická exkurze na výstavbu metra. Metro v New Delhi není vedeno striktně pod povrchem, ale přejíždí po mostech a mimo centrální oblast vede po povrchu, kde je využito též segmentových konstrukcí. Sympozium shrnulo poznatky o konstrukcích stavěných postupně z dílů a poskytlo přehled o konstrukcích stavěných zvláště v Indii. Rozvoj této velké země bude pokračovat stále rychleji a dá se očekávat, že bude přibývat zajímavých betonových konstrukcí i značného rozsahu. Indie tak představuje potenciální trh pro nejrůznější technologie. Prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc. Metrostav, a. s. Koželužská 2246, 180 00 Praha 8 tel: 266 709 317, fax: 266 709 193 mob.: 602 648 284 e-mail: [email protected]

63

AKTUALITY TOPICAL

SUBJECTS

SEMINÁŘE, SEMINÁŘE,

KONFERENCE A SYMPOZIA

KON FE R E NC E A SYM P OZIA V

ČR

TECH NOLOGI E, P ROVÁDĚN Í A KONTROL A B ETONOV ÝCH KONSTR U KCÍ 4. konference • novinky v technologii betonu a betonových konstrukcí • zkušenosti s ČSN EN 206-1, příprava její změny • betony definovaných vlastností a vláknobetony • výztuže a vyztužování, předpínání • povrchová úprava a konečný vzhled betonu • dopad vstupu do EU na prokazování shody betonu a betonových konstrukcí Termín a místo konání: 6. a 7. dubna 2005, Masarykova kolej, Praha Kontakt: Sekretariát ČBS, Samcova 1, 110 00 Praha 1 e-mail: [email protected], www.cbz.cz SPOLEH LIVOST KONSTR U KCÍ 6. konference se zahraniční účastí • od deterministického k pravděpodobnostnímu pojetí inženýrského posudku spolehlivosti konstrukcí Termín a místo konání: 6. dubna 2005, DT v Ostravě Kontakt: Kristina Sommerová, Dům techniky Ostrava, spol. s r. o., Mariánské nám. 480/5, 709 28 OstravaMariánské Hory, tel.: 595 620 118, mobil: 724 211 606 fax: 595 620 120, e-mail: [email protected] SANACE H ISTOR ICKÝCH B ETONOV ÝCH KONSTR U KCÍ 15. mezinárodní sympozium Sanace 2005 Termín a místo konání: 12. a 13. května 2005, Brno, Rotunda pavilonu A Kontakt: e-mail: [email protected], www.sanace-ssbk.cz dále viz. BETON TKS 6/2004 ZESI LOVÁN Í B ETONOV ÝCH KONSTR U KCÍ Seminář Termín a místo konání: 30. května 2005, Výstaviště Brno Kontakt: Sekretariát ČBS, Samcova 1, 110 00 Praha 1 e-mail: [email protected], www.cbz.cz NON-TR ADITIONAL CEM ENT & CONCR ETE 2. mezinárodní symposium Termín a místo konání: 14. až 16. června, 2005, Brno Kontakt: Dr. Vlastimil Bilek, ZPSV Uh. Ostroh, a.s., Kudelova 8, 662 51 Brno, tel./fax: 545 214 581, e-mail: [email protected] www.fce.vutbr.cz/stm/fracture/symposium2005 P R EFAB R I K ACE A B ETONOVÉ DÍ LCE 3. konference Termín a místo konání: 5. a 6. října 2005, Dům hudby, Pardubice Kontakt: Sekretariát ČBS, Samcova 1, 110 00 Praha 1 e-mail: [email protected], www.cbz.cz ŠKOLEN Í EC2 Termín a místo konání: 18. a 25. října 2005, Masarykova kolej, Praha 20. a 27. října 2005, Hotel International, Brno Kontakt: Sekretariát ČBS, Samcova 1, 110 00 Praha 1 e-mail: [email protected], www.cbz.cz B ETONÁŘSKÉ DNY 2005 + V ÝSTAVA B ETON 2005 12. mezinárodní konference Termín a místo konání: 30. listopadu a 1. prosince 2005, KC Aldis, Hradec Králové ZAHRANIČNÍ

KON FE R E NC E A SYM P OZIA

CONCR ETE AN D DEVELOP M ENT 2. mezinárodní konference Termín a místo konání: 30. dubna až 2. května 2005, Tehrán, Irán Kontakt: Building and Housing Research Centre, P.O. Box 13145-1696, Tehran, Iran, tel.: +98 21 825 99 84 fax: +98 21 825 48 42, e-mail: [email protected], www.bhrc.ac.ir

64

KEEP CONCR ETE AT TR ACTIVE fib symposium Termín a místo konání: 22. až 25. května 2005, Budapešť, Maďarsko Kontakt: e-mail: [email protected], www.eat.bme.hu/ fibsymp2005, dále viz BETON TKS 6/2003 ANALY TICAL MODELS AN D N EW CONCEPTS I N CONCR ETE AN D MASON RY STR UCTU R ES 5. mezinárodní konference Termín a místo konání: 12. až 14. června, Gliwice-Ustron, Polsko Kontakt: AMCM 2005, Dept. of SE, Silesian UT, Akademicka 5, PL-44-100 Gliwice, Poland, tel.: +4832 237 2592, fax: +4832 237 2288, e-mail: [email protected] UTI LIZ ATION OF H IGH STR ENGTH/H IGH P ER FOR MANCE CONCR ETE 7. mezinárodní symposium Termín a místo konání: 20. až 24. června 2005, Washington, D.C., USA Kontakt: Mr. William R. Tolley, ACI International, P.O. Box 9094, Farmington Hills, MI 48333-9094, USA, fax: +1 248 848 3701, e-mail: [email protected], www.concrete.org AESE 2005 – ADVANCES I N EXP ER I M ENTAL STR UCTU R AL ENGI N EER I NG 1. mezinárodní konference Termín a místo konání: 19. až 21. července 2005, Nagoya, Japonsko Kontakt: e-mail: [email protected], www.ncvb.or.jp/ncc dále viz BETON TKS 1/2004 GLOBAL CONSTR UCTION: U LTI MATE CONCR ETE OP PORTU N ITI ES 6. mezinárodní kongres Termín a místo konání: 5. až 7. července 2005, Dundee, Skotsko Kontakt: e-mail: [email protected], www.ctucongress.co.uk dále viz BETON TKS 3/2004 CONSTR UCTION MATER IALS, CON MAT`05 3. mezinárodní konference Termín a místo konání: 22. až 24. srpna 2005, Vancouver, Kanada Kontakt: e-mail: [email protected], [email protected], www.civil.ubc/conmat05, dále viz BETON TKS 4/2004 F I B R E R EI N FORCED CONCR ETE I N P R ACTICE 1. středoevropský betonářský kongres Termín a místo konání: 8. a 9. září 2005, Štýrský Hradec, Rakousko • vlastnosti vláken a vláknobetonu • beton vyztužený syntetickými vlákny pro ochranu proti požáru • rozvoj konstrukcí z drátkobetonu • navrhování progresivních konstrukcí Kontakt: Secretariat Fibre Reinforced Concrete in Praktice – Graz 2005, ÖBV, Karlsgasse 5, A-1040 Vienna, Austria, [email protected], www.concrete-austria.com; Sekretariát ČBS, Samcova 1, 110 00 Praha 1, tel.: 222 316 195, 222 316 173, fax: 222 311 261, e-mail: [email protected], www.cbz.cz STR UCTU R ES AN D EXTR EM E EVENTS IABSE symposium Termín a místo konání: 14. až 16. září 2005, Lisabon, Portugalsko Kontakt: IABSE Lisbon, Av. Brasil, 101, P-1700-066 Lisbon, Portugal www.iabse.org STR UCTU R AL CONCR ETE AN D TI M E fib symposium Oprava termínu a místa konání: 28. až 30. září 2005, La Plata, Argentina Kontakt: e-mail: [email protected], dále viz BETON TKS 4/2004


1/2005

ODBORNÉ ZAMĚŘENÍ KONFERENCE Letošní, už 4. ročník jarní konference ČBS o technologii betonu, provádění a kontrole betonových konstrukcí se bude i v roce 2005 průřezově věnovat současnému vývoji v oblasti technologie betonu, hlavně v oblastech, které procházejí nejrychlejším vývojem, jako např. materiálové modifikace betonu (jejich specifikace, zkoušení a aplikace) včetně vláknobetonů nebo betonářská a předpínací výztuž (současný sortiment na trhu, materiálové vlastnosti, specifikace a dokladování výztuže, její moderní zpracování a spojování). V roce 2005 bude konference ale zaměřena i na dvě aktuální témata. Prvním bude problematiku vzhledu povrchu betonu a možnosti jeho úpravy. Druhým tématem bude současnost prokazování jakosti betonu a betonových konstrukcí v ČR a jeho nejbližší vývoj ve vazbě na legislativu a podmínky stavebního trhu EU. Zvláštní pracovní tým ČBS připravuje v současnosti návrh Změny 3 ČSN EN 206-1; i této významné záležitosti bude věnována na konferenci pozornost. Konferenci doprovodí výstava výrobků a technologií firem působících v oboru technologie betonu. Ve středu 6. dubna 2005 bude pro účastníky konference uspořádán společenský večer. TEMATICKÉ OKRUHY KONFERENCE A. B. C. D. E. F.

Novinky v technologii betonu a betonových konstrukcí Zkušenosti s ČSN EN 206-1, příprava její změny Betony definovaných vlastností a vláknobetony Výztuže a vyztužování, předpínání Povrchová úprava a konečný vzhled betonu Dopad vstupu do EU na prokazování shody betonu a betonových konstrukcí

VĚDECKÝ VÝBOR Doc. Ing. Rudolf Hela, CSc., předseda / Doc. Ing. Tomáš Klečka, CSc. / Ing. Petr Plotěný Ing. Vlastimil Šrůma, CSc. / Ing. Michal Števula, Ph.D. / Ing. Jan Tichý, CSc. / Prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc. / Doc. Ing. Jan Vodička, CSc. KONTAKTNÍ SPOJENÍ, DALŠÍ INFORMACE Pro další informace se obracejte na: Českou betonářskou společnost ČSSI (ČBS): koncepce a odborná náplň konference, ČBS Servis, s. r. o.: organizace konference, možnosti firemní prezentace.  Sekretariát Samcova 1, 110 00 Praha 1 ☎ 222 316 195, 222 316 173 222 311 261 [email protected], [email protected] URL www.cbz.cz Profil barev: Vypnuto Sazba 175 lpi płi 45 stupn ch

UZÁVĚRKA ANOTACÍ NA KONFERENCI: 15. ÚNORA 2005!

SDRU�ENÍ PRO SANACE BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ poøádá XV. mezinárodní sympozium

SANACE 2005 12. - 13. kvìtna 2005 Brno, Rotunda pavilonu A, Brnìnské výstavištì Tématické bloky a okruhy zamìøení sympozia SANACE 2005:

Stavební prùzkum, diagnostika, projektování Sanace a zesilování betonových konstrukcí - metody - technologické postupy - pøíklady Sanace montovaných a spøa�ených konstrukcí, aplikace principù trvale udr�itelného rozvoje do oblasti sanací Vady a poruchy betonových konstrukcí, kvalita a trvanlivost sanací Progresivní sanaèní materiály Technické, ekonomické, legislativní a ekologické aspekty sanací betonových konstrukcí

Sanace historických betonových konstrukcí

UZÁVÌRKA PØÍSPÌVKÙ DO SBORNÍKU: 15. BØEZNA 2005 INFORMACE: SDRU�ENÍ PRO SANACE BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ (SSBK) Sirotkova 54a, 616 00 Brno Tel.: +420 541 421 188, FAX: +420 541 421 180, Mobil: +420 602 737 657 e-mail: [email protected]

www.sanace-ssbk.cz Sanace inzerÆt 2005 A5.ps D:\2004 Loga\Sanace 2005\Sanace inzerÆt 2005 A5.cdr 26. ledna 2005 15:38:31

Sympozium je zaøazeno do akreditovaného vzdìlávacího programu pro èleny ÈKAIT

S VA Z

VÝROBCŮ CEMENTU

S VA Z

V ÝROBC Ů B ETON U

ČESKÁ

ČR

ČR

B ETONÁŘSK Á SP OLEČ NOST

SDRUŽENÍ

ČSSI

P R O S A N AC E B E T O N O V Ý C H K O N S T R U K C Í

P R E F A B R I K A C E

Recommend Documents