NAVRHOVÁNÍ ZDĚNÝCH KONSTRUKCÍ ČSN EN 1996 Přednášející:
Ing. Zuzana HEJLOVÁ 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
1
NORMY V ČR • Soustava národních norem (ČR - ČSNI) Původní soustava ČSN - ČSN 73 1201 (pro Slovensko STN 73 1201) • Soustava evropských norem (CEN) Převzatá soustava evropských norem - ČSN EN, - STN EN - ČSN ISO EN >> národní předmluva >> základní _ měla by shodná pro všechny státy >> Národní příloha _ národně stanovené parametry _ Volba výpočetních postupů 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
2
Stav obecné nezávaznosti norem (ČR, státy EU) Dodržení nezávazných národních norem se považuje za důkaz souladu s požadavky právního řádu státu.
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
3
Soustava evropských norem EN 1990
EN 1991
Základy navrhování
Zatížení konstrukcí
EN 1992, EN 1993, EN 1994, EN 1995, EN 1996, EN 1999
EN Úroveň 3
Úroveň 1
EN 1997
Geotechnické navrhování Úroveň 2
EN 1998 Navrhování s ohledem na odolnost při zemětřesení
EN Úroveň 4
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
4
Přechod z národních na evropské normy od 1.4.2010 Zatížení stavebních konstrukcí ČSN 73 0035
=>
ČSN EN 1991
Navrhování zděných konstrukcí ČSN 73 1101
=>
ČSN EN 1996
Navrhování vodorovných konstrukcí z cihelných tvarovek ČSN 73 1102
=>
-
Navrhování betonových konstrukcí ČSN 73 1201
=>
ČSN EN 1992
Provádění betonových konstrukcí ČSN 73 2400
=>
ČSN EN 13 670
budou vytvořeny tzv. ZBYTKOVÉ normy (harmonizované s EN ) 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
5
EN 1996 Navrhování zděných konstrukcí •Část 1-1: Obecná pravidla pro vyztužené a nevyztužené zděné konstrukce • Část 1-2: Navrhování na účinky požáru • Část 2: Volba materiálů, konstruování a provádění zdiva •Část 3: Zjednodušené metody výpočtu nevyztužených zděných konstrukcí 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
6
VLASTNOSTI ZDIVA Zdicí prvky Malta Kvalita stavebních prací, dodržování technologických přestávek
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
7
PŘEVAZBA ZDIVA Zdicí prvky se musí po řadách převazovat tak, aby se stěna chovala jako jeden nosný prvek.
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
8
PŘEVAZBA ZDIVA
Vzájemné přesahy bloků nejméně
0,4 x h ; 40 mm
Optimální přesah 125 mm,
doplňkové cihly
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
9
SVISLÉ STYČNÉ SPÁRY Vazba P + D
SPÁRU NUTNO PROMALTOVAT
Ve výjimečných případech NUTNO PROMALTOVAT
DOŘEZ
SPÁRU NUTNO PROMALTOVAT 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
10
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
11
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
12
Klasifikace zdicích prvků KATEGORIE podle úrovně kontroly výroby kategorie I kategorie II
SKUPINY podle způsobu a relativního objemu děrování skupina 1 skupina 2 skupina 3 skupina 4 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
14
Zdicí prvky skupiny 1, 2, 3 nebo skupiny 4 Základní třídicí znak: podle materiálu použitého k výrobě, podle způsobu děrování a podle podílu děrování k celkové ploše zdicího prvku
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
15
28.3.2012 ing. Zuzana Hejlová
16
Technická příručka HELUZ
V současné době TP ze září 2009 _ připravujeme nové vydání 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
17
Vlastnosti zdicích prvků – pevnost v tlaku Výchozí pevností v tlaku je
průměrná pevnost v tlaku fu
P8
P10
P15
Určuje se pevnostními zkouškami ČSN EN 772-1 a slouží pro prokázání shody se specifikací. 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
18
Pevností v tlaku zdicích prvků pro potřeby navrhování je normalizovaná pevnost v tlaku fb
fb = δ .η. fu hodnota vypočtená konverzí pevnosti v tlaku postupem uvedeným v normě EN 771-1 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
19
Součinitel tvaru δ pro klasický formát CP 140x290x65
δ=0,77 Pro 44 STI 247x490x238
δ=1,143 Pro broušené 247x490x249
δ=1,155 Kondicionované na vzduchu
přepočet na stav přirozené vlhkosti η
fb = δ .η. fu
η=1,0 Kondicionované vysušením
η=0,8 Kondicionované pod vodou
η=1,2 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
20
Malty Malty pro zdění jsou definovány podle svého složení v EN 998-2
• obyčejné _min. M1 (M5), M4 (M10) HELUZ zakládací malta SB Z - M10
• pro tenké spáry _zrnitost kamen. 0-1 mm, min.M5 HELUZ LEPIDLO SB – M10 HELUZ LEPIDLO SB C – M10 ; λ=0,21 W/mK • lehké malty _ γ < 1300 kg/m3, min. M5 SUPERTHERM TM 39 – LM 5 ; λ <0,21 W/mK TM HELUZ TREND M8 ; λ <0,15 W/mK
Vlastnosti malt Pevnost v tlaku malty pro zdění fm stanoví podle EN 1015-11 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
21
Malta SB-C _ celoplošné lepidlo Lze nanášet jedině válcem
Žebírkové lepidlo Lze nanášet válcem nebo namáčením
PĚNA HELUZ 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
22
Malta pro tenké spáry NELZE NANÁŠET NATĚRAČSKÝM VÁLEČKEM
Obvodové pruhy malty pro ZDIVO SKUPINY 2 a 3 NELZE POUŽÍT 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
23
Vlastnosti zdiva Pevnost zdiva v tlaku
zdivo
malta zdivo
Vzorek zdiva při zkoušce v tlaku po dosažení meze únosnosti 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
24
Vlastnosti zdiva Charakteristická hodnota pevnosti zdiva v tlaku buď nebo
z výsledků zkoušek vykonaných podle EN 1052-1 jako soubory součinitelů ve vztahu:
α
β
fk = K. fb . fm fk K α, β fb . fm
charakteristická hodnota pevnosti zdiva v tlaku konstanta, která se upraví podle 3.6.1.2(3 a 6) konstanty normalizovaná průměrná pevnost v tlaku zdicích prvků ve směru tlaku působícího v konstrukci pevnost malty pro zdění v tlaku 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
25
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
26
Nevyztužené zdivo s obyčejnou maltou nebo maltou s pórovitým kamenivem ( lehkou maltou)
fk = K. f . f 0,7 b
fb fm
0,3 m
se neuvažuje větší než 75 MPa se neuvažuje větší než menší ze dvou hodnot 20 MPa 2. fb
v délce stěny se vyskytuje podélná styčná spára, pak 0,8 K 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
27
Nevyztužené zdivo s maltou pro tenké spáry tloušťky 0,5 až 3,0 mm pro skupinu 2 a 3
fk = K. f
0,7 b
rozměrová tolerance umožňuje zdít prvky na tenkou spáru fb fm
se neuvažuje větší než 50 MPa se neuvažuje není větší než 10 MPa pro skupinu 1 α =0,85
v délce stěny se vyskytuje podélná styčná spára, pak 0,8 K 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
28
Pevnostní zkoušky EN 1052-1 Zkušební zděné těleso pro zkoušku zdiva v tlaku kolmo na ložnou spáru
Měření svislých přetvoření 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
29
Pevnost v tlaku - fk
Způsoby porušení 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
30
Technická příručka
ČSN EN 1996-1-1 _ charakteristická pevnost fk V nové TP bude doplněn ještě součinitel modulu pružnosti KE ČSN 73 11 01 _ Výpočtová pevnost Rd , α 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
31
fk h ≅ 0,10 fk
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
32
Návrhová pevnost zdiva v tlaku kolmém k ložným spárám
fd= fk /γ γM fd fk
gM
návrhová hodnota charakteristická hodnota dílčí součinitel vlastností materiálu 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
33
Dílčí součinitel materiálu γM γM Materiál
Třída = kategorie provádění 1
2
3
4
5
Složení zdiva:
a b c d e
A
Zdicí prvky kategorie I a návrhová malta a
1,5
1,7
2,0
2,2
2,5
B
Zdicí prvky kategorie I a předpisová malta b
1,7
2,0
2,2
2,5
2,7
C
Zdicí prvky kategorie II a jakákoli malta a, b, e
2,0
2,2
2,5
2,7
3,0
D
Kotvení výztuže
1,7
2,0
2,2
2,5
2,7
E
Betonářská a předpínací výztuž
F
Pomocné prvky c, d
2,5
2,7
G
Překlady podle EN 845-2
1,15 1,7
2,0
2,2
od 1,5 do 2,5
Požadavky na návrhovou maltu jsou v EN 998-2 a EN 1996-2. Požadavky na předpisovou maltu jsou v EN 998-2 a EN 1996-2. Hodnoty, které jsou stanovené výrobcem, jsou hodnoty průměrné. Pro vrstvu izolace proti vlhkosti se používá součinitel γM jako pro zdivo. Pokud variační koeficient pro zdicí prvky kategorie II není větší než 25 %. 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
34
Dílčí součinitel materiálu γM γM
Materiál
a b c d e f
A
Zdicí prvky kategorie I a návrhová malta a
f 2,0 (2,5)
B
Zdicí prvky kategorie I a předpisová malta b
2,2
(2,7)f
C
Zdicí prvky kategorie II a, b, e
2,5
(3,0)f
D
Kotvení výztuže
2,2
E
Betonářská a předpínací výztuž
1,15
F
Pomocné prvky c, d
2,2
G
Překlady podle EN 845-2
1,5 až 2,5
Požadavky na návrhovou maltu jsou v EN 998-2 a EN 1996-2. Požadavky na předpisovou maltu jsou v EN 998-2 a EN 1996-2. Hodnoty, které jsou stanovené výrobcem, jsou hodnoty průměrné. Pro vrstvu izolace proti vlhkosti se používá součinitel γM jako pro zdivo. Pokud variační koeficient pro zdicí prvky kategorie II není větší než 25 %. Hodnoty v závorce platí pro zdivo z pórobetonových zdících prvků.
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
35
Zásady navrhování podle mezních stavů • Spolehlivost - únosnost
stabilita kolaps, zřícení
- použitelnost
• Trvanlivost
trhliny
U zděných konstrukcí - stěn a pilířů zpravidla jen posouzení pomocí mezních štíhlostí
Poznámka : interakce nosné konstrukce nenosných prvků (např. příček) 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
36
Štíhlost zděných stěn
λ = hef /t ef ≤ 27 hef tef
vzpěrná výška stěny účinná tloušťka stěny
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
37
Vzpěrná výška zděných stěn
hef = ρ n ⋅ h hef h ρn
vzpěrná výška stěny světlá výška stěny na výšku patra zmenšující součinitel s hodnotami dolního indexu n=2,3 nebo 4 v závislosti na upevnění stěny 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
38
Účinná tloušťka stěny
t ef = ρ t ⋅ t tef t ρt
účinná tloušťka stěny skutečná tloušťka stěny součinitel tuhosti pro stěny vyztužené pilíři > 1,00
t ef = t 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
39
Štíhlost zděných stěn
λ = hef /t ef ≤ 27 Mezní štíhlosti stěn a poměry délky k tloušťce nenosných stěn z hlediska použitelnosti – ustanovení ČSN EN 1996-1-1- příloha F
stěny podepřeny jenom podél horního a spodního okraje
λ ≤ 30
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
40
Mezní stav únosnosti Nevyztužené zděné stěny zatížené zejména svislým zatížením Výpočet únosnosti nevyztužených zděných stěn namáhaných svislým zatížením musí být založen
na geometrii stěny na vlivu výstřednosti působících zatížení na materiálových vlastnostech zdiva
Při určení únosnosti zděné stěny, namáhané svislým zatížením, mohou být uvažovány následující předpoklady: - rovinné průřezy zůstávají rovinné - pevnost zdiva v tahu kolmo na ložné spáry se rovná nule 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
41
V mezním stavu únosnosti musí být návrhová hodnota síly NEd působící svisle na stěnu menší nebo rovna návrhové únosnosti stěny NRd
NEd ≤ NRd Návrhová hodnota únosnosti NRd svisle zatížené stěny :
kde je:
NRd = Φ .b. t. fd
Φ součinitel Φi v hlavě nebo v patě stěny, případně Φm ve středu výšky stěny t tloušťka stěny; b délka stěny fd návrhová hodnota pevnosti zdiva v tlaku 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
42
Průběhy momentů od svislého a vodorovného zatížení po výšce stěny (pilíře)
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
43
ei
výstřednost zatížení v hlavě, případně patě
M id ei = + e he + einit ≥ 0 , 05 t N id Mid Nid ehe einit t
návrhová hodnota ohybového momentu v hlavě nebo patě stěny, způsobeného výstředností zatížení stropů v podporách návrhová hodnota svislého zatížení působícího v hlavě, případně patě výstřednost v hlavě nebo patě stěny v důsledku vodorovného zatížení (například větru), pokud působí počáteční výstřednost - vliv imperfekcí (hef/450) tloušťka stěny 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
44
Velikost zmenšujícího součinitele Φ i v hlavě a patě stěny
ei Φi = 1 − 2 t ei výstřednost zatížení v hlavě, případně patě stěny t tloušťka stěny 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
45
Velikost zmenšujícího součinitele Φ m uprostřed výšky stěny
emk em ek einit
em k = em + ek ≥ 0,05t M md em = + ehm ± einit N md
výsledná výstřednost výstřednost od zatížení výstřednost od účinků dotvarování počáteční výstřednost - vliv imperfekcí (hef/450) 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
46
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
47
www.heluz.cz/sluzby-pro-vas/sluzby-statika/
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
48
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
49
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
50
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
51
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
52
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
53
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
54
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
55
Posouzení nosných prvků Během analýzy svisle zatížených stěn je třeba přihlížet k : ke svislým zatížením přímo působícím na stěny
k účinkům II. řádu k výstřednostem pocházejícím z nepřesností provádění
k výstřednostem určeným na základě znalostí o uspořádání stěn, spolupůsobení stropů (tuhosti styčníků) a ztužujících stěn
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
57
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
58
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
59
ČSN EN 1996-3 Zjednodušené metody výpočtu Předpoklady pro použití zjednodušeného výpočtu zděných stěn Geometrie, počet podlaží, zatížení,….. Jednoduché vztahy a postupy
Ověření únosnosti v tlaku Ověření únosnosti ve smyku Ověření únosnosti podzemních stěn Vnitřní stěny, které nejsou zatíženy svislým zatížením a na které působí boční zatížení 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
60
vvv γM = 2,2
Převzato ze semináře Eurokód 6 _Ing. Košatka 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
61
NEd ≤ NRd NRd = Φs .b. t. fd pro vnitřní stěny krajní podpory stropů poslední strop
hef φ s = 0 ,85 − 0,0011 t ef lt , ef ≤ 0 ,85 φ s = 1,3 − 8
2
φ s = 0, 4
t tloušťka stěny b délka stěny fd návrhová hodnota pevnosti zdiva v tlaku 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
62
Příloha A _ Zjednodušené postupy ověřování ztužení a stability u budov do 3 podlaží
NEd ≤ NRd NRd = cA .b. t. fd cA =0,50 cA =0,36
λ = hef /t ef ≤ 18 18 < hef /t ef ≤ 21
t tloušťka stěny b délka stěny fd návrhová hodnota pevnosti zdiva v tlaku 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
63
Stěny a pilíře namáhané soustředěným zatížením
ŘEZ
omezení pro výstřednost síly NEdc
PŮDORYS
N Edc ≤ N Rdc N Rdc = βAb f d β=1 pro zdicí prvky skupin 2, 3 a 4 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
65
28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
67
Děkuji za pozornost.
Podklady převzaty a za spolupráci děkuji : ČSN EN 1996 Normy EN - Prof. Ing. J. Procházka, CSc. ČVUT Praha Zděné konstrukce 1 - Ing. P. Košatka, CSc. ČVUT Praha Zděné konstrukce - Ing. P. Šimůnek VUT Brno 28.3.2012
ing. Zuzana Hejlová
72
