VYSOKÉ U ENÍ TECHNICKÉ V BRN BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV KOVOVÝCH A D EV NÝCH KONSTRUKCÍ FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF METAL AND TIMBER STRUCTURES
D EV NÁ NOSNÁ KONSTRUKCE PATROVÉHO DOMU LOAD-BEARING TIMBER STRUCTURE OF STOREY HOUSE
BAKALÁ SKÁ PRÁCE BACHELOR´S THESIS
AUTOR PRÁCE
KAROLINA JUNKOVÁ
AUTHOR
VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR
BRNO 2014
doc. Ing. BOHUMIL STRAKA, CSc.
VYSOKÉ U ENÍ TECHNICKÉ V BRN FAKULTA STAVEBNÍ
! " # $ % (
& &)
' * &)
&
ZADÁNÍ BAKALÁ SKÉ PRÁCE Karolina Junková D ev ná nosná konstrukce patrového domu ! "
doc. Ing. Bohumil Straka, CSc.
# ! "
30. 11. 2013
! "
30. 5. 2014
#
+
*
, $$, - $
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, &, . , / & +
% & 2
0 1 &,
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, !, . , # 3* 5
3 &)' '
0 1 &,0 / 4 +67
4 &) & ) 8 9 $, 3 * : & ; < ? ) ', 1 % )0 ,0 $AAC -, 3 * : & ; < ? ) ', 1 % )0 ,0 - " , D ? ;? $AA=B$B$ ? ) * ", 0 ,0 0 %, 3 * : =, ? ) 0 ,E : & &) &) : &
', =0
& @
=0
&
7 ; 0 7) ? 7
;
@
0 7) ?
&) & , * &) & &)0
&
&
> 0> 0 $AA=0 7;> $ B
$0
&
> 0> 0 $AA=0 7;> - B
-0
0/
E B/E$ E B/E= &0% )0 ,0 .1 D%4.70 F : & 0
&) :
)
A
$ >
* :)
%
: &
' > : BH B 7 &) & B & B+ BE !
0 ) ,% )'
&
)
G
: 0 G
:
&
)
'0
* *
&
0 $- 0
,
& 9
: &
:) &)
& :
:)
& )
:
&
:
'
" !
,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, &, . , ) + &
:
0 1 &, &
&
&
&)
0 G, :
Abstrakt P edm tem mé bakalá ské práce je návrh a statické posouzení d ev né nosné konstrukce patrového obytného domu. Budova má t i podlaží - 1. nadzemní parto, 2. nadzemní patro a obytné podkroví. P dorysné rozm ry konstrukce jsou 14,7x11,1 m a výška 11 m. Rámová nosná konstrukce je tvo ena st novými panely, na které jsou uloženy stropnice. St ešní konstrukce je ešena soustavou vazník . Budova se nachází ve Slavkov u Brna, klimatická zatížení jsou ešena pro danou oblast.
Klí ová slova d ev ná nosná konstrukce, patrový d m, soustava vazník , pr vlak, stropnice, sloup
Abstract The subject of my bachelor´s thesis is design and static assessment of timber load-bearing structure of a storey house. The object has three floors - first floor, the second floor and attic. The dimensions of ground plans is 14,7 x11,1 meters and the house is 11 meters high. The frame load-bearing structure off wall is formed by wall panels where joist are stored. The truss is designed as a system of purlins. The building is located in Slavkov u Brna climatic loads are solved for this location.
Keywords timber load-bearing structure, storey house, system of purlins, beams, joist, column
Bibliografická citace VŠKP JUNKOVÁ, Karolina. D ev ná nosná konstrukce patrového domu. Brno, 2014. 18 s., 113 s. p íl. Bakalá ská práce. Vysoké u ení technické v Brn , Fakulta stavební, Ústav kovových a d ev ných konstrukcí. Vedoucí bakalá ské práce doc. Ing. Bohumil Straka, CSc..
Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakalá skou práci zpracoval(a) samostatn a že jsem uvedl(a) všechny použité informa ní zdroje.
V Brn dne 30.5.2014 ............................................................. podpis autora Karolina Junková
PROHLÁŠENÍ O SHOD LISTINNÉ A ELEKTRONICKÉ FORMY VŠKP
Prohlášení Prohlašuji, že elektronická forma odevzdané bakalá ské práce je shodná s odevzdanou listinnou formou.
V Brn dne 30.5.2014 ............................................................. podpis autora Karolina Junková
Seznam použitých zdroj Technické normy a odborná literatura: [1] [2]
SN EN 1995-1-1 Navrhování d ev ných konstrukcí D ev né konstrukce podle Eurokódu 5. 1. vyd. Zlín: KODR, 1998, 1 svazek v r zném
stránkování. ISBN 80-238-2620-4. [3]
D ev né konstrukce podle eurokódu 5. Vyd. 1. Praha: Informa ní centrum KAIT,
2004, 401 s. ISBN 80-867-6913-5. [4]
SN EN 1991-1-1 Eurokód1: Zatížení konstrukcí -
ást 1-1: Obecná zatížení -
Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb. Praha:
eský normaliza ní
institut, b ezen 2004. 44s. [5]
SN EN 1991-1-3 Eurokód1: Zatížení konstrukcí -
sn hem. Praha: [6] [7]
eský normaliza ní institut, erven 2005. 51s.
SN EN 1991-1-4 Eurokód1: Zatížení konstrukcí -
v trem. Praha:
ást 1-3: Obecná zatížení -
ást 1-4: Obecná zatížení -
eský normaliza ní institut, duben 2007. 126s.
KUKLÍK, Petr a Anna KUKLÍKOVÁ. Navrhování d ev ných konstrukcí: p íru ka k
SN EN 1995-1. 1. vyd. Praha: Pro Ministerstvo pro místní rozvoj a eskou komoru autorizovaných inženýr a technik
inných ve výstavb vydalo Informa ní centrum KAIT,
2010, 140 s. ISBN 978-80-87093-88-7. [8]
STRAKA, B., SÝKORA, K. D ev né konstrukce. Studijní opora, Modul BO03 - M01 až
BO03 - M05, Intranet fakulty stavební VUT v Brn .
Internetové zdroje: [1]
IJJ, & J
,& ,
K
[2]
IJJ,
[3]
III, ?;@E+4/4>4,1H, K
&),& ,
K L, K
[4] [5]
L,
K
L, L,
L,
Pod kování Ráda bych pod kovala panu doc. Ing. Bohumilu Strakovi, CSc. za jeho odborné rady,ochotu a trp livost p i vypracování mé bakalá ské práce. Dále pak celému Ústavu kovových a d ev ných konstrukcí. D kuji též svým rodi
m za jejich podporu po celou dobu mého studia.
VYSOKÉ U ENÍ TECHNICKÉ V BRN FAKULTA STAVEBNÍ
POPISNÝ SOUBOR ZÁV RE NÉ PRÁCE Vedoucí práce
doc. Ing. Bohumil Straka, CSc.
Autor práce
Karolina Junková
Škola
Vysoké u ení technické v Brn
Fakulta
Stavební
Ústav
Ústav kovových a d ev ných konstrukcí
Studijní obor
3647R013 Konstrukce a dopravní stavby
Studijní program
B3607 Stavební inženýrství
Název práce
D ev ná nosná konstrukce patrového domu
Název práce v anglickém jazyce
Load-bearing timber structure of a storey house
Typ práce
Bakalá ská práce
P id lovaný titul
Bc.
Jazyk práce Datový formát elektronické verze Anotace práce
eština
pdf
P edm tem mé bakalá ské práce je návrh a statické posouzení d ev né nosné konstrukce patrového obytného domu. Budova má t i podlaží - 1. nadzemní parto, 2. nadzemní patro a obytné podkroví. P dorysné rozm ry
konstrukce jsou 14,7x11,1 m a výška 11 m. Rámová nosná konstrukce je tvo ena st novými panely, na které jsou uloženy stropnice. St ešní konstrukce je ešena soustavou vazník . Budova se nachází ve Slavkov u Brna, klimatická zatížení jsou ešena pro danou oblast. Anotace práce v anglickém jazyce
The subject of my bachelor´s thesis is design and static assessment of timber load-bearing structure of a storey house. The object has three floors - first floor, the second floor and attic. The dimensions of ground plans is 14,7 x11,1 meters and the house is 11 meters high. The frame loadbearing structure off wall is formed by wall panels where joist are stored. The truss is designed as a system of purlins. The building is located in Slavkov u Brna climatic loads are solved for this location.
Klí ová slova
d ev ná nosná konstrukce, patrový d m, soustava vazník , pr vlak, stropnice, sloup
Klí ová slova v timber load-bearing structure, storey house, system of purlins, beams, joist, anglickém column jazyce
VYSOKÉ U ENÍ TECHNICKÉ V BRN FAKULTA STAVEBNÍ Ústav kovových a d ev ných konstrukcí
BAKALÁ SKÁ PRÁCE 1 - TECHNICKÁ ZPRÁVA
OBSAH 1. Základní charakteristika konstrukce
2
1.1. Geometrické a dispozi ní uspo ádání konstrukce
2
1.2. Umíst ní konstrukce
2
2. Konstruk ní ešení objektu
2
2.1. St ešní konstrukce
2
2.2. St nová konstrukce
3
2.3. Stropní konstrukce
4
3. Materiál
4
4. Montážní postup
5
5. Ochrana d eva a oceli
6
5.1. Ochrana d eva
6
5.2. Ochrana oceli
6
6. Softwarový výpo et
7
1. Základní charakteristika konstrukce 1.1. Geometrické a dispozi ní uspo ádání konstrukce Jedná se o bytový d m, který má p dorysný tvar obdélníku s rozm ry 11,1 x 14,7 m. Výška konstrukce v nejvyšším bod je p ibližn 11 m. Sedlová st echa je navržena se sklonem 42° a s úhlop í n proti sob postavenými viký i o délce 6,15 m se sklonem 25°. Ty se uprost ed st ešní konstrukce potkávají. Dispozi ní uspo ádání vychází ze složité modulové sít . V dom se nachází 6 bytových jednotek, dv na každém pat e. Ke každému bytu je p ístup ze spole ného schodišt , které se nachází ve st edu p ední ásti budovy. 1.2. Umíst ní konstrukce Konstrukce se nachází ve Slavkov u Brna v Jihomoravském kraji v nadmo ské výšce 211 m n. m. Z tohoto parametru vyplývají údaje o klimatických zatíženích. Obec se nachází ve sn hové oblasti I, charakteristická hodnota zatížení sn hem je tedy sk=0,7 kN/m2, a tvarový sou initel =0,6. Pro zatížení od v tru vycházíme z údaj pro v trovou oblast II a typ terénu III, tzn., že základní rychlost v tru bereme vbo=25 m/s.
2. Konstruk ní ešení objektu 2.1. St ešní konstrukce St ešní konstrukce je ešena soustavou t í r zných vazník ve sledu tak, aby vznikly dva proti sob úhlop í n uložené viký e. Ty zajiš ují p irozené prosv tlení prostoru pod st ešní konstrukcí. Skladba st ešní konstrukce je zobrazena na obr. 1. Konstrukce je navržena na kombinaci stálých a prom nných zatížení ve smyslu platných norem SN EN 1991-1-1 a SN EN 1995-1-1.
P í né vazby jsou rozmíst ny po 1,23 m v podélném sm ru, pouze u štítu jsou ve vzdálenosti 1,1 m. Vaznice profilu 160 x 180 z KVH hranol jsou podep eny hambálky a p ipojeny ke krokvím profilu 80 x 200. Pozednice profilu 160 x 180 z KVH hranol jsou uloženy na st nové panely po obvodu st ešní konstrukce. Prostorová tuhost a stabilita st ešní konstrukce je zajišt na nosnou vrstvou st ešního plášt vytvo enou z desek OSB3 a ocelovými ztužidlovými pásy typu BOVA.
Obr. 1: Skladba st ešní konstrukce
St ešní pláš je pokryt keramickou pálenou taškou uloženou na la ování, pod la ováním bude umíst na parozábrana a hydroizola ní folie. Tepelná izolace bude vložena mezi krokve a zespodu bude záklop z pohledových palubek.
Spoje prvk st ešní konstrukce budou provedeny kombinací tesa ských a ocelových spoj . Pro p ipojení hambálku na krokev je použit svorník pr m ru 16 mm, spoj je dopln n soustavu vrut o pr m ru 5 mm. Základní konstruk ní detaily jsou uvedeny ve výkresové dokumentaci.
2.2. St nová konstrukce St nová konstrukce je ešena jako konstrukce z panel tvo ených rámem a oboustranným oplášt ním. Osové vzdálenosti sloupk panel jsou 0,63 m, 1,10 m, 1,20 m 1,23 m. Sestavení oplášt ní panel je z desek OSB3 tlouš ky 12 mm v kombinaci s tepelnou izolací z minerální vaty se zvukovou a parot snou zábranou. Konstrukce bude dopln na p edsazenými ocelovými profily s vloženou izolací z minerální vaty
a zaklopena sádrokartonovými deskami tlouš ky 15 mm. P ipojení oplášt ní k rám m je provedeno pomocí sponek ve vzdálenosti do 150 mm. Prostorová tuhost budovy je zajišt na soustavou panel vnit ních a vn jších st n p sobících jako výztužné st ny.
2.3. Stropní konstrukce Stropnice profilu 80 x 240 jsou uloženy na vn jších a vnit ních nosných st nách. Konstruk ní výška jednoho podlaží je 2,85 m. Prostorová tuhost konstrukce bude zajišt na vrstvou OSB3 desek kladenou vyst ídan . OSB3 desky budou p ipojeny ke stropnicím konvexními h ebíky, respektive vruty. Skladba podlah bude tvo ena deskami OSB tlouš ky 15 mm, akustickou a tepelnou izolací a podlahou z palubek. Pohled bude tvo it sádrokarton a do vzniklého prostoru lze ukládat elektro a jiné instalace. Vnit ní p í ky budou lehké sádrokartonové, ale jejich skladba musí zajiš ovat dostate nou akustickou nepr zvu nost. Na obr. 2 je znázorn na st nová a stropní konstrukce.
Obr. 2: Skladba st nové a stropní konstrukce
3. Materiál Nosná konstrukce je vyrobena z rostlého d eva a materiál na bázi d eva. Pro v nec pr ezu 160 x 240 lze použít lepené lamelové d evo GL24h (typ BSH). Prvky z rostlého d eva t ídy pevnosti C24 jsou uvažovány z profil typu KVH. Z materiálu na bázi d eva a sádry jsou použity desky OSB3 a sádrokartonové desky. V konstrukci jsou použity základní ocelové spojovací prost edky, konvexní h ebíky, svorníky a tvarové ocelové profily.
4. Montážní postup Konstrukce neklade žádné zvláštní požadavky na její realizaci, musí být dodrženy zásady provád ní staveb. Výstavba bude probíhat po jednotlivých patrech, p ed zapo etím výstavby navazujícího patra musí být zajišt na prostorová tuhost p edchozího patra. Všechna podlaží konstrukce mají vlastní samostatné ztužení tvo ené nosnou vrstvou stropní konstrukce. Po vybetonování základové desky se pomocí ocelových úhelník p ipojí jednotlivé rámové panely, ty se ztuží OSB deskami a do jednotlivých panel se vloží minerální vata. Následuje usazení stropnic a poté se uloží a p ipojí stropní desky typu OSB3. Desky musí být ú inn p ipojeny ke stropním nosník m.
St nová konstrukce z rámových panel pod st ešní konstrukcí se nejprve podéln ztuží, poté se usadí krokve na pozednice. Dál se konstrukce ztuží kleštinami a hambálkem, na který se p ipojí i vaznice. Následn dojde k realizaci konstrukce viký . Na krokve se položí st ešní pláš a prob hnou dokon ovací práce. Celá skladba konstrukce obytného patrového domu je znázorn na na obr. 3. P i výstavb se po ítá s použitím obvyklé mechanizace.
Obr. 3: Skladba konstrukce patrového obytného domu
5. Ochrana d eva a oceli 5.1. Ochrana d eva Ochrana d ev ných prvk proti hnilob , d evokazným šk dc m a houbám bude zajišt na impregna ním nát rem. Je doporu ena impregnace d eva p ípravkem Wolmanit CX - 10, ve kterém se nevyskytují soli chromu a tímto spl uje všechny požadavky na ochranu životního prost edí a zárove je zdravotn nezávadný. Množství impregna ního p ípravku bude ur eno v realiza ním dokumentu dle dodavatele konstrukce a doporu ení výrobce.
5.2. Ochrana oceli Ocelové prvky musí spl ovat požadavky normy SN EN 1995-1-1. Ochrana spojovacích výrobk je garantována výrobcem a dodavatelem.
6. Softwarový výpo et Nosná konstrukce bytového patrového domu byla ešena na prostorovém výpo tovém modelu. Pro výpo et vnit ních sil a deformací byla použita studentská verze výpo tového programu Scia Engineer 2013.1. U vybraných nosných prvk konstrukce byl proveden ov ovací ru ní kontrolní výpo et.
