STAVEBNÍ OBZOR RO NÍK 13 ÍSLO 05/2004

Transkript

1 STAVEBNÍ OBZOR RO NÍK 3 ÍSLO 05/2004 Navigace v dokumetu OBSAH Lízal, P. Schmid, P. Kotrola dodate ého zatepleí obvodových plá paelových budov 29 ivý, V. Marek, P. Posudek spolehlivosti polotuhých sty ík ocelových kostrukcí 32 Tesárek, P. erý, R. Drchalová, J. Rovaíková, P. Kolísko, P. Mechaické, tepelé a vlhkostí vlastosti emodifikovaé eergosádry ást I 38 Dole el, T. Jadeková, D. Kovalika, P. Vliv cykl zmrazováí rozmrazováí a materiálové charakteristiky betou 43 Ficker, T. Pode vová, Z. Neizotermická difúze vodích par v obvodových kostrukcích II 46 tibiger, J. Hydraulický výpo et dreá ích odtok vit ích skládkových vod ízeé skládky TKO Ose á 50 Adámková, M. Neuma, G. Ov ovací zkou ky totálí staice Leica 55

2 ročík 3 software pozemí stavby dopraví stavby vodohospodářské stavby geotechika kostrukce a materiály techologie životí prostředí geodézie a kartografie mechaizace iformatika STAVEBNÍ OBZOR ekoomika Fakulta stavebí ČVUT v Praze Česká komora autorizovaých ižeýrů a techiků Český svaz stavebích ižeýrů Fakulta stavebí VUT v Brě Fakulta stavebí VŠB TU-Ostrava

3 OBSAH Lízal, P. Schmid, P. Kotrola dodatečého zatepleí obvodových pláš ů paelových budov Křivý, V. Marek, P. Posudek spolehlivosti polotuhých styčíků ocelových kostrukcí Tesárek, P. Čerý, R. Drchalová, J. Rovaíková, P. Kolísko, P. Mechaické, tepelé a vlhkostí vlastosti emodifikovaé eergosádry část I Doležel, T. Jadeková, D. Kovalika, P. Vliv cyklů zmrazováí rozmrazováí a materiálové charakteristiky betou.. 43 Ficker, T. Podešvová, Z. Neizotermická difúze vodích par v obvodových kostrukcích II Štibiger, J. Hydraulický výpočet dreážích odtoků vitřích skládkových vod řízeé skládky TKO Osečá Adámková, M. Neuma, G. Ověřovací zkoušky totálí staice Leica CONTENTS Lízal, P. Schmid, P. Check of Additioal Paddig Exteral Coatig of Pael Blocks of Flats Warm Reder Strip Tesile Test Křivý, V. Marek, P. Reliability Assessmet of Semi-Rigid Joits of Steel Structures Tesárek, P. Čerý, R. Drchalová, J. Rovaíková, P. Kolísko, P. Mechaical, Thermal ad Moisture Umodified Eergy Gypsum Part I Doležel, T. Jadeková, D. Kovalika, P. The Effect of Freezig Thawig Cycles o Material Characteristics of Cocrete Ficker, T. Podešvová, Z. No-Isothermic Water Vapour Diffusio i Exteral Structures II Štibiger, J. Hydraulic Calculatios of the Ladfill Leachate Rate from the Iteral Ladfill Draiage System i Osečá Adámková, M. Neuma, G. Verificatio Tests of the Leica Total Statio INHALT Lízal, P. Schmid, P. Kotrolle des zusätzliche Wärmeschutzes der Außewäde bei Plattehäuser Überprüfug der Bewehrugsschicht durch eie Zugprüfug.. 29 Křivý, V. Marek, P. Beurteilug der Zuverlässigkeit vo halbsteife Kote vo Stahlkostruktioe Tesárek, P. Čerý, R. Drchalová, J. Rovaíková, P. Kolísko, P. Mechaische, Wärme- ud Feuchtigkeitseigeschafte icht modifizierte Eergiegipses I. Teil Doležel, T. Jadeková, D. Kovalika, P. Eifluss der Frost-Tau-Zykle auf die Materialcharakteristike vo Beto Ficker, T. Podešvová, Z. Nichtisothermische Diffusio vo Wasserdämpfe i Hüllkostruktioe II Štibiger, J. Hydraulische Berechug der Draiageabflüsse für die iere Depoiewässer der geordete Depoie für feste Hausmüll Osečá. 50 Adámková, M. Neuma, G. Prüfuge der Totalstatio Leica REDAKČNÍ RADA Předseda: prof. Ig. Jiří STUDNIČKA, DrSc. Čleové: Ig. Miroslav BAJER, CSc. doc. Ig. Pavel HÁNEK, CSc. Ig. Jiří HIRŠ, CSc. Ig. Iva HRDINA doc. Ig. Vladimír JELÍNEK, CSc. Ig. Miroslav JEŽEK, CSc. doc. Ig. Miroslav KAUN, CSc. Ig. Jaa KORYTÁROVÁ, PhD. Ig. Karel KUBEČKA Ig. Petr KUNEŠ, CSc. doc. Ig. Ladislav LAMBOJ, CSc. Místopředseda: doc. Ig. Alois MATERNA, CSc. doc. Ig. Iva MOUDRÝ, CSc. doc. Ig. Jaroslav NOVÁK, CSc. doc. Ig. Luděk NOVÁK, CSc. doc. Ig. Miloslav PAVLÍK, CSc. prof. Ig. J. PROCHÁZKA, CSc. doc. Ig. Vlastimil STARA, CSc. Ig. Karel SVOBODA doc. Ig. Jiří VÁŠKA, CSc. doc. Ig. Josef VITÁSEK, CSc. prof. Ig. Jiří WITZANY, DrSc. Ig. Reata ZDAŘILOVÁ STAVEBNÍ OBZOR, odborý měsíčík, vydává Fakulta stavebí ČVUT Praha společě s Fakultou stavebí VUT Bro, Fakultou stavebí VŠB TU Ostrava, Českou komorou autorizovaých ižeýrů a techiků čiých ve výstavbě a Českým svazem stavebích ižeýrů. Řídí redakčí rada, vedoucí redaktorka Marcela Klímová. Adresa redakce: Thákurova 7, Praha 6, tel./fax: , klimova@fsv.cvut.cz, Vychází každý měsíc kromě červece a srpa, cea za výtisk je 40 Kč včetě DPH (+ poštové a balé). Objedávky odběru i reklamace přijímá Ig. Mila Gattriger, MG DTP, Borovaská 3388, Praha 4, tel./fax: , mgdtp@voly.cz. Odběr je možé zrušit až po vyčerpáí zaplaceého předplatého. Izerci adresujte redakci. Techická redakce a realizace: Ig. Mila Gattriger. Podáváí oviových zásilek povoleo Ředitelstvím pošt Praha, č. j. NP 44/994, ze de Do sazby Nevyžádaé rukopisy se evracejí. INDEX , ISSN

4 STAVEBNÍ OBZOR ROČNÍK 3 ČÍSLO 5/2004 Kotrola dodatečého zatepleí obvodových pláš ů paelových budov Mgr. Petr LÍZAL, CSc. Ig. Pavel SCHMID, PhD. VUT Fakulta stavebí Bro Aktuálím problémem kotaktího systému dodatečého zatepleí obvodových pláš ů paelových budov je diagostika stavu a kotrola jakosti použitých materiálů při staoveí limitích podmíek pro jedotlivé etapy pracovího prostupu. Čláek avazující a práci [] sezamuje s průběhem ověřováí vlastostí výztužé vrstvy tahovou zkouškou. Úvod K ověřeí předpokládaých a teoreticky uvažovaých hodot i situ byl vybrá třiáctipodlaží objekt, a ěmž byly diagostikováy charakteristické vlastosti tepelých izolací a stavebího lepidla. Laboratorími zkouškami byla ověřea schopost tvrdutí lepidla při ízkých teplotách a po zmrazovacích cyklech. Teoretický výpočet stacioárího teplotího pole v kostrukci byl ověře měřeím přímo ve skladbě obvodového pláště po aplikaci izolatů. Před aeseím koečé povrchové úpravy byla ověřea jakost použitého lepidla kotrolí zkouškou avržeou EOTA (Europea Orgaizatio for Techical Approvals) [5]. Obdobý zkušebí postup je uvede v techických pravidlech CZB 200 [6]. Podle staoveých postupů se zkoušku epodařilo ve většiě případů úspěšě dokočit ebo jedozačě vyhodotit. Teprve po úpravě upevěí a použití videokamery bylo možé digitálí obraz porušeí měřeého povrchu archivovat a zkoušku vyhodotit. připravea v rozměrech 600 x 00 mm s přesahem uložeé sí oviy 00 mm a každou strau. Před zkouškou, sedm dí po zhotoveí vzorku, ásledovalo alepeí trojúhelíkové kovové destičky a každou strau, aby byl zajiště plyulý přeos zatížeí z desek a omítkové pásky. Takto připraveé vzorky se téměř vždy porušily v těsé blízkosti alepeých destiček před ukočeím požadovaých operací [4]. Výsledkem pokusů, jak upout zkušebí tělesa pro požadovaé stupě zatěžováí a odlehčováí bez poškozeí, je ásledující postup přípravy vzorku. Na tuhou podkladovou desku se umístí separačí fólie a pomocí šabloy a atahovacího pravítka se aese prví vrstva malty (stěrková hmota), do které se vtlačí sí ovia s přesahem 50 mm. Sí ovia se přehe zpět tak, aby ad 600 mm přesahovala mi. 30 mm a každé straě. Následuje aeseí druhé vrstvy malty a uložeí zkušebích těles do prostředí o teplotě 2 C a relativí vlhkosti 56 %. Třetí de se vzorek sejme ze separačí fólie. Nejdříve za sedm dí, ebo podle pokyu výrobce, je možé zahájit vlastí zkoušku [8]. Metodika zkoušek Proužek sí oviy ve vzorku se přehe a přes podložku z plastu ebo překližky upe do čelistí lisu. Před uputím se podle šabloy vyzačí sledovaý úsek aeseím devíti bodů tak, že uprostřed vzorku a v jeho středu bude jede bod a od ěj ke straám ve vzdáleosti 40 mm další dva body. Od středu a obě stray se aese po třech bodech ve vzdáleosti 00 mm obdobě jako uprostřed (obr. ). Příprava zkušebího vzorku K posouzeí byl vybrá certifikovaý kotaktí systém, jehož pracoví postup byl rozděle do ěkolika etap: úprava podkladu, motáž soklových lišt, lepeí izolatů, upevěí hmoždikami, aeseí výztužé vrstvy a kladeí výztuže, peetrace, koečá povrchová úprava. Techologický předpis omezuje realizace miimálí teplotou vzduchu a podkladu +5 C [3]. Předmětem příspěvku je výsledek posouzeí vhodosti použité vrstvy omítky s výztužou tkaiou v uvedeém systému (výztužá vrstva). Možství aeseého lepidla závisí a podkladu miimálí vrstva po vytvrzeí má být alespoň 3 mm. Zkušebí tělesa výztužé vrstvy byla Obr.. Zkušebí tělesa rozměrů 600 x 00 mm s přesahem sí oviy a vyzačeím měřicích bodů před provedeím zkoušky a po tahové zkoušce Na vyeseé bodové pole se zaměří kamera, upevěá a stojau stativu. Je důležité zajistit, aby vzdáleost mezi kamerou a vzorkem zůstala v průběhu měřeí stálá, protože jakákoli změa má za ásledek změu velikosti v tabulkovém formátu a disku s hodotami síly a času. Tyto

5 30 STAVEBNÍ OBZOR 5/2004 soubory je pak možo sado aalyzovat s použitím kovečích tabulkových programů. Poté se uskutečí měřeí všech bodů. Miimálí teoretické rozlišeí je závislé a velikosti zorého pole kamery [2]. Dále je třeba provést kalibraci zápisu souřadic optických bodů. Nejjedodušší je použití tekého kalibračího přípravku z papíru, a kterém jsou dva terče se zámou vzdáleostí středů. Do zorého pole se umístí kalibračí vzorek tvořeý čtyřmi body přesě rozmístěými do čtverce. Souřadice při kotrole horizotálího a vertikálího směru musí být idetické. Na obrázku 2 je kamera pracující v systému Pal propojeá s počítačem, v ěmž software zpracovává data símaá kamerou. V zatěžovacím zařízeí, rověž takto propojeém, jsou zpracováváa data ze zatěžovací zkoušky. V čelistech zatěžovací soustavy je uput vzorek armovací stěrky KZS. Závěr V současté době se takto provádějí tahové zkoušky, které umožňují objektiví posouzeí armovacích stěrek růzých výrobců. Kotrola kotaktě zatepleých paelových domů, u ichž byly provedey tahové zkoušky, prokázala, že příčia většiy poruch je ve výztužé vrstvě, která evyhověla požadovaému parametru (šíře trhliy při protažeí,5 % max. 0,5 mm) [7]. Teto parametr považujeme za jede z ejdůležitějších, protože při zjištěí trhli širších ež 0,2 mm byly diagostikováy poruchy v povrchových vrstvách. Domíváme se proto, že tuto zkoušku je třeba provádět eje u mechaicky kotveých systémů, ale u všech kotaktích způsobů zatepleí. Armovací vrstvy s pojivem a bázi cemetu mohou být výzamým zdrojem poruch, které se projeví i ve fiálí vrstvě celého systému. Proto je třeba tyto vrstvy i adále sledovat tahovými zkouškami odolosti proti vziku a rozvoji trhli při zvyšujících se hladiách poměrých deformací materiálů. Zkouškou jsou simulováy podmíky délkových změ materiálů vyvolaé prudkými změami teploty povrchů obvodových pláš ů budov. V současé době probíhají laboratorí zkoušky odolosti armovacích vrstev růzé tlouš ky při působeí rozdílých teplot. Zvoleý studijí iterval 30 až +50 C je podlože teplotami měřeými a reálé kostrukci v podmíkách daé klimatické oblasti. Zkušebí předpis [5] staoví odolost proti tepelě vlhkostím cyklům a zkušebí stěě o ploše 6 m 2. Rozsah zkoušky určuje rychlost proikáí vody výztužou vrstvou a pojivovým materiálem koečé povrchové úpravy. Prozatím v ČR tuto zkoušku ikdo eprovádí, v Rakousku a Německu si zajistili výjimku, aby teto zkušebí postup prozatím emuseli provádět. Jsme přesvědčei, že zařazeí tahové zkoušky stěrky s výztužou tkaiou do poviého hodoceí by po určitou dobu ahradilo v ČR zkušebí postup uvedeý v [6], protože jde o zařízeí, jehož sestaveí bude trvat delší dobu a je fiačě velmi áročé. Příspěvek vzikl v rámci řešeí výzkumého záměru CEZ J22/98: MŠMT ČR Teorie, spolehlivost a mechaizmus porušováí staticky a dyamicky amáhaých stavebích kostrukcí. Obr. 2. Osazeí zkušebího tělesa do lisu a příprava símacího zařízeí k vyhodoceí zkoušky Při tahových zkouškách vyztužeé vrstvy lze pro daou hladiu zatížeí měřit poměré deformace materiálu ve směru amáháí. Výstupem měřeí je pracoví diagram. Je také možé zjistit hodotu modulu pružosti v měřeé oblasti materiálu pro daou hladiu zatížeí. Měřicí systém je schope moitorovat vzik a rozvoj trhli pro daou hodotu zatížeí. Kromě vlastího zatěžovacího diagramu umožňuje archivovat digitálí obraz porušeí měřeého povrchu při zvoleé hodotě zatížeí. Zkušebí tělesa se desetkrát zatíží a 50 % očekávaé tahové pevosti a při jedeáctém cyklu se zatíží až do přetržeí při rychlosti posuvu 0,5 m/mi. V průběhu zatěžováí jsou ukládáy digitálí símky při protažeí 0,5 %,,0 % a,5 %. Literatura [] Lízal, P. Schmid, P.: Kotaktí zateplovací pláš budov ověřováí vlastostí výztužé vrstvy. Stavebí obzor,, č. 0, s [2] Lízal, P. Schmid, P. Mašek, D.: Využití videoextezimetru při ověřeí vlastostí armovaé stěrky KZS. [Sborík], Techsta 2000, ČVUT Praha, s [3] Techologický předpis pro prováděí tepelě izolačích systémů Tex Color. TexColor Olomouc, spol. s r. o. [4] Techická pravidla pro avrhováí, ověřováí a prováděí vější kotaktí zateplovací systémy TPZ Cech pro zateplováí budov ČR, 200. [5] DRAFT ETAG No. 4 Exteral Thermal Isulatio Composite Systems with Rederig Reder Strip Tesile Test. EOTA Brussels, 999, pp [6] Vější kotaktí zateplovací systémy (zkušebí předpis č. 5, TPZ 2002, pro šířeí trhli při protažeí,5 %). CZB, s. 39. [7] Kritéria pro kvalitativí třídy VKZS (tab. 7 Požadavky a vlastosti výztužé vrstvy, TPZ 200-2). CZB, s. 28. [8] Lízal, P. Schmid, P.: Upraveý zkušebí postup výztužé vrstvy vějšího kotaktího zatepleí. Tepelá ochraa budov, 2003, č. 3, s. 2 4.

6 STAVEBNÍ OBZOR 5/ Lízal, P. Schmid, P.: Check of Additioal Paddig Exteral Coatig of Pael Blocks of Flats Warm Reder Strip Tesile Test The diagostics of the curret coditio ad check of quality of materials used for the determiatio of limit coditios for idividual stages of work procedure is a actual problem. This issue is related to the use of the cotact system of the additioal paddig exteral coatig of outdoor pael blocks of flats warm. Lízal, P. Schmid, P.: Kotrolle des zusätzliche Wärmeschutzes der Außewäde bei Plattehäuser Überprüfug der Bewehrugsschicht durch eie Zugprüfug Ei aktuelles Problem der Realisierug des umittelbar aufgebrachte Wärmeschutzes der Außewäde vo Plattehäuser ist die Diagostik des bestehedes Zustads ud die Überprüfug der Qualität der verwedete Baustoffe bei Festsetzug der Limitbediguge für die Durchführug der eizele Etappe des Arbeitsvorgags. Der a die Arbeit [] aküpfede Artikel macht mit dem Verlauf der Überprüfug der Eigeschafte der Bewehrugsschicht durch eie Zugprüfug bekat osobí zprávy Zemřel doc. Ig. Jidřich Šmejcký, CSc. Odborou veřejost jistě překvapila smutá zpráva, že de 24. březa 2004 zemřel áhle, v plé aktiví čiosti, výzamý odborík v oboru pozemích staveb a oblíbeý vysokoškolský pedagog Fakulty stavebí ČVUT. Jidřich Šmejcký se arodil 26. leda 939 v Čáslavi, kde také úspěšě absolvoval studium a klasickém gymáziu. V letech 957 až 962 studoval a Fakultě stavebí ČVUT, obor Kostrukce pozemích staveb. Vzhledem k velmi dobrým studijím výsledkům byl kocem roku 962 přijat za asisteta a Katedru kostrukcí pozemích staveb. Pro jeho další odborý růst mělo začý výzam působeí v Ústavu geerálího projektata Fakulty stavebí jako samostatého projektata v letech Po této době se s plým zaujetím věoval pedagogické čiosti v rámci Katedry kostrukcí pozemích staveb jako odborý asistet. Svou pedagogickou čiost soustavě doplňoval úzkou spoluprací s odborou praxí. Ze spoluúčasti a výzamých projektech lze připomeout fasádí pláš Ústředí telekomuikačí budovy v Praze Žižkově, fasádí pláš televizího vysílače Kamzík v Bratislavě a fasádí pláš a vitří dělicí stěy hotelu Praha. Tato výzamá spolupráce s praxí, průběžá vědecko-publikačí čiost a soustavé pedagogické působeí profilovaly doceta Šmejckého jako uzávaého specialistu kompletačích kostrukcí. Mimořádá odborá erudice a plé zaujetí pro pedagogickou práci eměly a fakultě vlivem ormalizačích zásad v sedmdesátých letech adekvátí odezvu. Až v roce 98 mohl doc. Šmejcký obhájit svou kadidátskou dizertačí práci, a teprve v roce 988 byl po habilitačím řízeí jmeová docetem pro obor kostrukce pozemích staveb, i když již řadu let poviosti doceta a katedře vykoával. Charakteristickou oblastí jeho pedagogické čiosti byly vždy kompletačí kostrukce, které předášel v deím studiu, ale i ve studiu při zaměstáí. Bohaté odboré zkušeosti studetům pravidelě předával v předmětech projekt i při diplomových pracích. Stal se také spoluzakladatelem předmětu CAD v pozemích stavbách a Katedře kostrukcí pozemích staveb Fakulty stavebí ČVUT. Vedle bohaté pedagogické čiosti se výrazým způsobem podílel a vědecko-výzkumé čiosti katedry. Byl řešitelem ěkolika vědecko-výzkumých projektů a vedoucím skupiy pedagogů, kteří zpracovávali gratový úkol v oboru obvodových pláš ů. Byl autorem ebo spoluautorem řady učebích textů s tematikou kompletizačích kostrukcí, čláků v odborém tisku a referátů a vědeckých koferecích. Velmi široká byla čiost Jidřicha Šmejckého v polistopadových mimofakultích aktivitách. V roce 99 se stal spoluzakladatelem odborého časopisu Stavebí obzor, byl čleem České komory autorizovaých ižeýrů a techiků čiých ve výstavbě a široké odboré veřejosti je zám jako předseda autorizačí komise této komory. Byl také aktivím čleem Komory soudích zalců. Bohatou čiost pedagogickou, vědecko-výzkumou i soustavou spolupráci s praxí uměl vždy spojovat s prací pro kolektiv. V letech pracoval jako předseda Stavebího bytového družstva zaměstaců Fakulty stavebí a ČVUT s moha dobrými výsledky ve prospěch ebydlících pedagogů, moho užitečého vykoal i jako spolupracovík odborů. Mezi blízkými spolupracovíky byl oblíbe jako skromý, obětavý kamarád i jako výborý orgaizátor dobré, veselé kolektiví zábavy, doprovázeé hudbou. Oblíbe byl i mezi studety, z ichž se mozí pod jeho vedeím stali zámými a uzávaými odboríky. Akademická obec i odborá veřejost, studeti Fakulty stavebí ČVUT, kamarádi a přátelé ztrácejí v docetovi Šmejckém výrazou osobost oboru pozemí stavby, skromého a přátelského spolupracovíka a učitele. prof. Ig. arch. Vladislav Dlesek, DrSc.

7 32 STAVEBNÍ OBZOR 5/2004 Posudek spolehlivosti polotuhých styčíků ocelových kostrukcí Práce se zabývá problematikou posudku spolehlivosti polotuhých styčíků ocelových kostrukcí. Pravděpodobostí přístup metody SBRA je vysvětle a porová s postupem podle metody dílčích součiitelů, která je aplikováa v současých ormách. Defiovaé rozdíly v přístupu obou metod jsou ásledě diskutováy.. Úvod Problematice posuzováí spolehlivosti polotuhých styčíků ) ocelových kostrukcí byla v uplyulé dekádě věováa v zahraičí a v tuzemsku zvýšeá pozorost [], [2]. Skutečé působeí těchto styčíků, které elze považovat ai za ideálě tuhé, ai ideálě kloubové, jakož i posudek jejich bezpečosti a použitelosti, vyžaduje zavedeí zvláštích předpokladů a kritérií. Výsledky výzkumu byly zpracováy v souladu s podstatou metody dílčích součiitelů do formy eurokódů [3], [4]. Následující text poukazuje a kvalitativí rozdíly v posouzeí spolehlivosti ocelových kostrukcí s polotuhými styčíky: a) pravděpodobostí metodou SBRA (Simulatio Based Reliability Assessmet [5], [6]; b) podle citovaých orem a práce [2], aplikující metodu dílčích součiitelů. Základí rozdíly v přístupech k vyjádřeí spolehlivosti podle těchto metod jsou v textu azačey a posudku jedoduchého ocelového rámu tvořeého třemi dokoale Obr.. Schéma rámu (zatížeí, rozměry) Ig. Vít KŘIVÝ FAST VŠB TU Ostrava prof. Ig. Pavel MAREK, DrSc. FAST VŠB TU Ostrava ÚTAM AV ČR, Praha tuhými pruty a zajištěého proti vybočeí z roviy rámu, viz obr. (též [7], [8]). Pozorost je zaměřea a hodoceí vlivu polotuhých styčíků c a d a bezpečost (tj. a aplikaci kritéria úososti defiovaé referečí hodotou [6]) a a použitelost osé rovié soustavy zatížeé vertikálími a horizotálími silami, přičemž trasformačí model pro staoveí účiků zatížeí respektuje vliv teorie druhého řádu. V podporách a, b je předpokládáo ideálí kloubové uložeí rámu. Ke zvýrazěí a hodoceí rozdílů mezi aplikacemi uvedeých dvou metod je v ásledujícím textu věováa pozorost zejméa: a) vyjádřeí jedotlivých zatížeí a rozboru kombiací jejich účiků, b) modelům působeí polotuhých styčíků, c) defiicím odolosti a referečích hodot uplatěých při posudku bezpečosti (úososti) a použitelosti. 2. Pracoví diagramy polotuhého styčíku a podstata posudku spolehlivosti Základím předpokladem utým k rozboru odezvy rámu a zadaá zatížeí a k posouzeí spolehlivosti styčíků c a d je uplatěí vhodého modelu vyjadřujícího vztah M-Φ, popisujícího závislost mezi ohybovým mometem M ve styčíku a relativím pootočeím Φ spojovaých prutů rámu. K základím charakteristikám modelu patří mometová úosost (odpovídající vyčerpáí pružé oblasti působeí ebo úplé plastifikaci), rotačí tuhost S j a rotačí kapacita Φ Cd. Ke staoveí vitřích sil ve styčíku lze spoj rozdělit a jedotlivé části, tzv. kompoety [2], [8]. Jak je zjedodušeě azačeo a obr. 2, vycházejí posudky (při zaedbáí vlivu osových a posouvajících sil v polotuhém styčíku) podle SBRA a podle eurokódu ze zcela odlišých modelů polotuhého styčíku. 2.. Pracoví diagram a posudek spolehlivosti styčíku podle SBRA Vztah M-Φ je vyjádře přímkou odpovídající pružé odezvě styčíku a zatížeí, přičemž je velikost M R závislá a hodotě meze kluzu oceli vyjádřeé histogramem. Bylo by možo uvažovat též o částečém využití pružě plastické oblasti působeí se zavedeím přípustého omezeého rozsahu pružě plastického působeí styčíku. Tomuto rozšířeí je věováa pozorost v závěru textu. Při posudku bezpečosti je uto prokázat, že vypočteá pravděpodobost poruchy P f [(M R M S ) < 0] je meší ež ávrhová pravděpodobost P d uvedeá apř. v ormě [9], přičemž je momet M S vyjádře histogramem reprezetujícím, v souladu s podstatou metody SBRA, kombiaci účiků zatížeí. Posudek použitelosti spočívá v porováí pravděpodobosti poruchy P f [(Φ tol Φ S ) < 0], kde Φ tol je přípustá hodota relativího pootočeí a Φ S je pružé relativí pootočeí odpovídající kombiaci účiků zatížeí a ávrhové pravděpodobosti P d uvedeé v ormě [9]. Posudek použitelosti může být vztaže apř. k přípustému vodorovému posuu ) Obvykle používaému e zcela výstižému termíu polotuhý styčík odpovídají v textu tohoto příspěvku částečě tuhé styčíky ocelových kostrukcí o tuhosti mezi dokoalým kloubem a dokoalým vetkutím.

8 STAVEBNÍ OBZOR 5/ horích styčíků rámu (posu emá překročit přípustý posu s pravděpodobostí P f < P d, kde P d je uvedea apř. v ormě [9]). polotuhého styčíku vyjádřea hodotou M Rd.pl. V posudku použitelosti se uplatí pouze pružá odezva styčíku až do dosažeí hodoty mometu M Rd.el, která je odvozea z hodoty M Rd.pl (viz odst. 3.3) a defiuje mez pro posudek použitelosti. Posudek mezího stavu úososti styčíku podle EC3 spočívá v porováí ávrhové hodoty kombiace účiků zatížeí (vyjádřeé mometem M Sd ) a plastické úososti styčíku vyjádřeé mometem M Rd.pl. Posudek použitelosti spočívá v porováí kombiace účiků charakteristických hodot zatížeí vyjádřeé mometem M Sk a mezí hodoty vyjádřeé mometem M Rd.el. 3. Příklad posudku spolehlivosti styčíku podle SBRA a EC3 a) b) Obr. 2. Pracoví diagramy M-Φ a SRBA, b EC Pracoví diagram a posudek spolehlivosti styčíku podle EC3 Vztah M-Φ je vyjádře lomeou přímkou, přičemž část 0 až M Rd.el má vystihovat pružou oblast působeí styčíku amáhaého a ohyb, část M Rd.el až M Rd.pl zjedodušeě odpovídá oblasti pružě plastické a část a úrovi M Rd.pl odpovídá plě plastické odolosti styčíku amáhaého ohybem, přičemž jsou jedotlivé hodoty určey pro ávrhovou hodotu meze kluzu oceli f yd. Při posuzováí úososti (mezího stavu 2) ) je odolost Tab.. Zatížeí rámu 3.. Zatížeí rámu a zavedeé předpoklady Předmětem oddílu je posudek bezpečosti jedoduchého roviého ocelového rámu s polotuhými styčíky, azačeého a obr.. V řešeém příkladu je předpokládá rám s dokoale tuhými sloupy i dokoale tuhou příčlí. Spolehlivost rámové kostrukce je paralelě posuzováa z hlediska pravděpodobostího přístupu (v příspěvku reprezetovaého metodou SBRA) a z hlediska metody dílčích součiitelů podle ormy [4]. Rám je zatíže ve styčících c a d vertikálí silou F = DL + SL + SN a horizotálí silou H = ±W. Zatížeí DL, SL, SN, W jsou uvažováa áhodě proměá, vzájemě ekorelovaá a jsou reprezetováa hodotami uvedeými v tab.. Při výpočtu odezvy kostrukce a zatížeí je respektováa teorie druhého řádu a je předpokládáa statická odezva kostrukce a zatížeí a zajištěí rámu proti vybočeí ze své roviy. Všechy geometrické parametry rámu jsou v tomto příkladu kostatí. Použitá ocel je třídy S Posudek spolehlivosti metodou SBRA a) Posudek bezpečosti Odolost (referečí hodota RV) polotuhého spoje je defiováa mometem M R.el závislým a pružé úososti styčíku a a mezi kluzu oceli. Velikost přetvořeí styčíku (relativí pootočeí) závisí a předpokládaé pružé ohybové tuhosti S j.ii [MNm/rad] a a kombiaci účiků zatížeí vyjádřeé mometem M S, který je fukcí kombiace účiků zatížeí. Pro jeho staoveí byl sestave trasformačí model zohledňující vliv přetvořeí rámu při respektováí teorie druhého řádu a vliv ohybové tuhosti styčíků. Momet M S je v dalším vyjádře rovicí M S = M c = M d = HL + Fw = WL + ( DL + SL + SN) w [knm], () Zatížeí zatížeí [kn] Metoda SBRA histogram Eurokód charakteristická součiitel zatížeí γ hodota [kn] stálé DL = 500 DL var Dead.his DL k =,35 ahodilé krátkodobé SL = 300 SL var Short2.his SL k = 200,50 sěhem SN = 300 SN var Sow2.his SN k = 200,50 větrem W = ±00 W var Wid.his W k = ±67,50 a) Histogramy a výpočetí programy viz [6]. b) Zadaé hodoty (500, 300, 300 a 00 kn) vyjadřují při posudku metodou SBRA extrémí hodoty jedotlivých zatížeí. Pro porováí výsledků podle obou metod odpovídají uvedeé hodoty ávrhovým hodotám zatížeí podle EC3. 2) Nuto připomeout, že v metodě SBRA je bezpečost vztažea k mezi užitosti, zatímco v EC3 je mezí stav úososti defiová vyčerpáím plastických rezerv, přičemž adměrá trvalá přetvořeí mohou vést ke zehodoceí kostrukce [6].

9 34 STAVEBNÍ OBZOR 5/2004 kde w = w [m], (2) i D 2 WL w i = [m], (3) S j. ii ( DL + SL + SN) L D = [ ], (4) S j. ii kde kvatita D vyjadřuje s přiměřeou přesostí vliv vertikálích sil a vodorový posu styčíků c a d. Fukce spolehlivosti styčíku RF je vyjádřea vztahem RF = M R.el MS [knm], (5) kde hodotu mometové úososti styčíku lze zjedodušeě pro potřebu studie uvažovat M R.el = CostA f y [mm 3, N/mm 2 ] (6) (zvoleá hodota CostA = 3,8 06 mm 3 reprezetuje elastický průřezový modul styčíku, f y je proměá hodota meze kluzu oceli defiovaá příslušým histogramem rozděleí četostí). Podmíku pro posouzeí bezpečosti polotuhého spoje lze zapsat ve tvaru [( M M ) < 0] P, P = P < (7) f R. el S d kde P f je simulačí techikou vypočteá pravděpodobost poruchy a P d ávrhová pravděpodobost pro posudek bezpečosti zavedeá hodotou P d = [9]. Výsledky posudku bezpečosti metodou SBRA Programem AtHill TM byly vypočtey pravděpodobosti poruchy P f styčíku c pro šest růzých hodot počátečí ohybové tuhosti S j.ii. Výsledky jsou uvedey v tab. 2 a a obr. 4a. Tab. 2. Ohybová tuhost a odpovídající pravděpodobosti poruchy S j.ii Případ P f P d [MNm/rad] Pro ávrhovou pravděpodobost poruchy P d = [9] je splěa podmíka bezpečosti P f < P d je v případech až 3, kdy je pružá ohybová tuhost styčíku S j.ii větší ež 90 MNm/rad. Styčíky s meší počátečí tuhostí evyhovují. b) Posudek použitelosti Posudek použitelosti spočívá v porováí pravděpodobosti P f překročeí přípusté vodorové deformace horích styčíků rámu w lim a ávrhové pravděpodobosti P d pro posudek použitelosti podle ormy [9]. Vodorové posuutí se určí za předpokladu pružého působeí styčíku a pro áhodě proměé kombiace zatížeí, stejě jako tomu bylo v posudku bezpečosti. Podmíku pro posouzeí použitelosti kostrukce lze tedy pro posudek použitelosti vyjádřit rovicí f [ w w) < 0] P, ( lim d Kritérium P f < P d 000 9,0 0-6 < vyhovuje 2 500,7 0-5 < vyhovuje ,5 0-5 < vyhovuje 4 50, 0-4 > evyhovuje ,4 0-4 > evyhovuje , 0-3 > evyhovuje P = P < (8) kde w je vodorové posuutí rámu určeé vztahem (2) Posudek spolehlivosti podle EC3 Předmětem tohoto oddílu je posudek spolehlivosti výše vyšetřovaého rámu, viz obr., tetokrát metodou dílčích součiitelů podle ormy EC3. Geometrie rámu je zadáa stejě, jako tomu bylo při posudku metodou SBRA, ávrhové hodoty zatížeí odpovídají extrémím hodotám zatížeí podle SBRA. V závěru je zvýšeá pozorost věováa staoveí trvalých plastických deformací při amáháí styčíku v oblasti pružě plastického působeí. a) Posudek mezího stavu úososti Odolost (referečí hodota RV) polotuhého spoje je defiováa ávrhovým mometem M Rd.pl, odpovídajícím plé plastifikaci styčíku, viz obr. 2. Hodotu mometové úososti styčíku M Rd.pl lze zjedodušeě pro potřebu studie určit vztahem M 3 3 CostB f yk 5, = = γ, Rd. pl = M 0 65 knm, (9) kde hodota CostB = 5,7 06 mm 3 reprezetuje plastický průřezový modul styčíku a f yk je charakteristická hodota meze kluzu oceli. (Podle ormy [4] se předpokládá, že hodota pružé mometové úososti styčíku je rova přibližě 2/3 úososti plastické, a proto CostA = 2/3 CostB.) Působící ávrhový momet M Sd je fukcí kombiace účiků zatížeí. Pro staoveí účiku zatížeí byl sestave trasformačí model zohledňující vliv ohybové tuhosti spojů a vliv vodorové deformace rámu od účiku horizotálích i vertikálích sil, tj. vliv teorie druhého řádu pro soustavu v rovovážém stavu. Za předpokladu využití plé plastické úososti styčíku M Rd.pl se redukuje počátečí tuhost přípoje S j.ii a hodotu sečé tuhosti S j součiitelem µ podle vzorce S j. ii S j = [MNm/rad], (0) µ kde součiitel µ lze kozervativě uvažovat µ = 3. Pro rozhodující kombiaci zatížeí lze velikost mometu M Sd vyjádřit vztahem Sd Q D = ( γ DL + ψ ( SL SN ) w [knm], M = γ W L + γ + () kde k G k 0 Q k k d wd = wi. d [m], (2) D ( γ DL + ψ γ ( SL + SN ) G w i. d k 2 γ QWk L = [m], (3) S 0 Q S [ ], kde kostata D vyjadřuje (s postačující přesostí) vliv vertikálích sil a vodorový posu styčíků c a d. Posuzovaý spoj vyhoví z hlediska bezpečosti, je-li splěa podmíka kde M Sd je ohybový momet od účiku zatížeí a přetvořeé kostrukci v rovovážém stavu () a M Rd je plastická mometová úosost spoje (9). Výsledky posudku mezího stavu úososti podle metody dílčích součiitelů Výsledky výpočtu podle odst. 3.3 jsou shruty v tab. 3 a a obr. 4b. V tabulce jsou uvedey ávrhové hodoty ohybového mometu M Sd a vodorového posuu rámového rohu w d v závislosti a počátečí S j.ii (sečé S j ) ohybové tuhosti polotuhého spoje c. j j k k L (4) M, (5) Sd M Rd. pl

10 STAVEBNÍ OBZOR 5/ Vodorové přetvořeí w d je pro prví mezí stav úososti počítáo z ávrhových hodot zatížeí s přihlédutím k součiiteli kombiací podle EC3. Podmíka spolehlivosti M Sd M Rd.pl je splěa je v případech až 3, kdy je počátečí ohybová tuhost styčíku S j.ii větší ež 230 MNm/rad. Styčíky s meší počátečí tuhostí evyhoví. a) b) c) Obr. 3. Určeí trvalých plastických deformací u růzě amáhaých styčíků a a mez plastické úososti, b v oblasti pružě plastického působeí, c v oblasti pružého působeí styku Tab. 3. Ohybová tuhost a odpovídající ohybové momety S j.ii S j Případ [MNm/rad] w d [mm] M Sd [knm] M Rd.pl [knm] Posouzeí < 65 vyhovuje < 65 vyhovuje < 65 vyhovuje > 65 evyhovuje > 65 evyhovuje > 65 evyhovuje b) Posudek použitelosti Pro posudek druhého mezího stavu použitelosti kostrukce se podle ormy [4] předpokládá pružá odezva styčíku a působící zatížeí (viz odst. 2.2). Účiek zatížeí (horizotálí posu horích styčíků rámu w k ) odpovídá pouze kombiaci charakteristických hodot zatížeí. Kostrukce vyhoví kritériu použitelosti, je-li splěa podmíka w k w lim [mm], (6) kde w k je vypočteá hodota vodorového posuutí horích styčíků rámu pro rozhodující kombiaci účiků zatížeí a w lim přípustá vodorová deformace. c) Určeí trvalých deformací plasticky amáhaých styčíků U polotuhého spoje amáhaého ad mez elastické úososti dochází ke vziku pružě plastických deformací a po odlehčeí ke vziku deformací trvalých. Tyto plastické deformace mohou mít epřízivý vliv apř. a spolehlivost kostrukce z hlediska porušeí ízkocyklickou úavou při střídavé plastifikaci (apř. při seizmickém zatížeí ebo při střídavém zatížeí větrem zleva a zprava) a a použitelost kostrukce. Velikost trvalého atočeí styčíku Φ Pl (resp. odpovídajícího trvalého vodorového přetvořeí rámu w Pl ) lze určit z pracovího diagramu M-Φ po jeho odlehčeí. Na obrázku 3 jsou azačey modelové situace zázorňující staoveí celkových Φ tot a trvalých plastických deformací Φ pl růzě amáhaých styčíků. U styčíků amáhaých v oblasti pružého působeí styku, viz obr. 3c, edochází ke vziku trvalých plastických deformací. Pro spoj amáhaý a mez plastické úososti, viz obr. 3a, platí vztahy určeé ormou [4] S j. ii S j = µ Velikost trvalé deformace styčíku Φ Pl po jeho pružém odlehčeí lze, za předpokladu platosti vzorců (7) a (8), přibližě určit vztahem kde Φ tot.max je celkové atočeí spoje amáhaého a mez plastické úososti. Je-li spoj amáhá v oblasti pružě plastického působeí, tj. v itervalu M Sd (M Rd.el ; M Rd.pl ), pak je velikost trvalé plastické deformace styčíku Φ pl určea rozmezím 7 θ pl 0; θtot. max [rad]. (20) 9 4. Porováí výsledků obou metod a jejich diskuze Výsledky studie zkoumající vliv ohybové tuhosti spojů c a d a bezpečost (resp. mezí stav úososti) styčíku jsou pro obě uvedeé metody zázorěy a obr. 4. Vzhledem k zásadí rozdílosti pricipů a předpokladů metody SBRA 3, (7) 2 M Rd. el = M Rd. pl [knm]. (8) 3 7 θ pl = θ tot.max [rad], (9) 9

11 36 STAVEBNÍ OBZOR 5/2004 a metody dílčích součiitelů elze přímo porovávat výsledky získaé stochastickou aalýzou posouzeí spolehlivosti kostrukce s výsledky získaými aalýzou determiistickou podle EC3. Výsledky a pozatky z posudku spolehlivosti vyšetřovaé rámové kostrukce jsou proto diskutováy a posuzováy pro oba přístupy samostatě. a) tedy usuzovat, že plasticky amáhaý spoj bude mohem citlivější k účikům zatížeí staoveým podle teorie druhého řádu ež spoj amáhaý v oblasti pružého působeí styku Pozámky k posudku metodou dílčích součiitelů Z výsledků studie uvedeých v tab. 3 a a obr. 4b lze usuzovat a závislost hodoty mezího stavu úososti M Sd M Rd.pl, které vyhoví v uvedeém příkladu pouze styčíky s počátečí ohybovou tuhostí vyšší ež 230 MNm/rad. Styčíky s meší počátečí tuhostí evyhoví. Obdobá závislost mezi pravděpodobostí poruchy a počátečí tuhostí spoje byla pozorováa v odst Výrazý árůst vitřích sil v důsledku platosti teorie druhého řádu lze pozorovat především u spojů s meší ohybovou tuhostí, tj. v oblasti působeí polotuhých spojů. Využití plé plastické úososti spoje M R.pl je vždy spojeo s výrazým poklesem ohybové tuhosti styčíku, viz obr. 2. Lze tedy usuzovat, že kostrukce s plasticky amáhaými polotuhými spoji bude velmi citlivá z hlediska účiků teorie druhého řádu a účiky zatížeí, zvýšeé v souladu s teorií druhého řádu, mohou mít výrazý vliv a výsledou velikost vitřích sil v kostrukci. Studie azačuje, že elze zaedbat zvýšeý účiek zatížeí v důsledku přetvořeí kostrukce. Jako velmi důležitý faktor posudku spolehlivosti kostrukce se jeví staoveí trvalých plastických deformací polotuhých styčíků Φ pl amáhaých ad mez jejich elastické úososti. Dosáhe-li ve smyslu posudku podle EC3 zatížeí jedorázově hodot přesahujících z hlediska odezvy styčíku a zatížeí pružou oblast působeí, vzikají trvalé deformace kostrukce. Lze usuzovat, že hodota těchto trvalých plastických deformací může ve vybraých situacích výrazě překročit limití hodotu přetvořeí z hlediska použitelosti. Dalším závažým faktorem posudku spolehlivosti kostrukce je staoveí maximálích pootočeí polotuhých styčíků Φ tot amáhaých jedorázově v oblasti pružě plastického chováí styčíku. Z obrázku 3 je patrý výrazý árůst celkových deformací styčíku u spojů amáhaých v oblasti pružě plastického působeí. Toto jedorázové avýšeí deformací styčíků může výzamě omezit spolehlivost posuzovaé kostrukce (praskáí skel obvodových pláš ů, poruchy techologických zařízeí apod.). Je proto potřebé věovat těmto pozatkům zvýšeou pozorost v dalších studiích. b) Obr. 4. Vliv ohybové tuhosti spoje a spolehlivost styčíku a výsledky posudku bezpečosti podle SBRA, b výsledky posudku mezího stavu úososti podle EC3 4.. Pozámky k posudku metodou SBRA Výsledky studie uvedeé v tab. 2 a obr. 4a dovolují sledovat závislost pravděpodobosti poruchy styčíku P f a hodoty ohybové tuhosti S j.ii. Kritériu bezpečosti P f < P d = = [9] vyhoví v uvedeém příkladu pouze styčíky s hodotou počátečí ohybové tuhosti vyšší ež 90 MNm/rad. Styčíky s meší počátečí tuhostí evyhovují. Toto pozorováí ilustruje větší citlivost styčíků s meší ohybovou tuhostí a zvýšeé účiky zatížeí odpovídající teorii druhého řádu. Při malé tuhosti spojů dochází u kostrukce k výrazějšímu árůstu deformace, a tím i k zvýrazěí vlivu teorie druhého řádu, dochází k zvětšeí vitřích sil a árůstu pravděpodobosti poruchy P f. Využití pružě plastické oblasti úososti spoje M R.pl by bylo spojeo s výrazým poklesem ohybové tuhosti styčíku, viz obr. 2. Lze 5. Souhr a závěry Příspěvek se zabývá porováím posudku spolehlivosti zvoleého ocelového rámu podle metody SBRA a postupů uvedeých v EC3 z hlediska podstaty, předpokladů, strategie a výsledků posudku bezpečosti (resp. mezího stavu úososti) a použitelosti se zřetelem k vlivu polotuhých styčíků. Pozorost je zaměřea a rozdílost obou metod z hlediska vyjádřeí zatížeí, způsobu rozboru kombiace účiků zatížeí, a rozdílé pojetí modelů polotuhých spojů a a rozdíly v posudcích spolehlivosti podle SBRA a podle EC3. V eurokódech jsou jedotlivá zatížeí reprezetováa charakteristickými a ávrhovými hodotami. Při posudku prvího mezího stavu úososti kostrukce staovuje EC3 účiek zatížeí z ávrhových hodot, při posudku druhého mezího stavu použitelosti je účiek zatížeí staove z hodot charakteristických. Pro staoveí účiků zatížeí využívá EC3 kombiačích vzorců. V metodě SBRA jsou jedotlivá zatížeí reprezetováa křivkou trváí a odpovídajícími histogramy. Metoda SBRA ezavádí růzé hodo-

12 STAVEBNÍ OBZOR 5/ ty zatížeí do posudku bezpečosti a do posudku použitelosti kostrukce, jako je tomu u EC3. Staoveí výsledých účiků zatížeí a jejich kombiace je v pravděpodobostí metodě SBRA založeo a aalýze iterakce všech áhodých veliči (včetě zatížeí) simulačí techikou. Lze připomeout: pro staoveí mezí úososti styčíku předpokládá EC3 využití plé plastické úososti spoje M Rd.pl, přičemž je úosost vztažea k ávrhové hodotě meze kluzu f yd. V posudku použitelosti se předpokládá pružá odezva styčíku do dosažeí hodoty mometu M Rd.el ; posudek pravděpodobostí metodou SBRA je z hlediska bezpečosti založe a určeí pravděpodobosti P f překročeí referečí úrově RV (odpovídající v uvedeých příkladech vyčerpáí pružé oblasti působeí styku) a splěí kritéria P f < P d, kde P d je ávrhová pravděpodobost [9]. Posudek použitelosti může být vztaže apř. k přípustému vodorovému posuu horích styčíků rámu, který esmí být překroče s větší pravděpodobostí ež připouští orma. Výzamým faktorem ovlivňujícím spolehlivost kostrukce s polotuhými styčíky je vliv účiků zatížeí určeých s přihlédutím k teorii druhého řádu. Studie provedeé a vybraé rámové kostrukci ukazují a závažou závislost mezi pravděpodobostí poruchy a hodotou ohybové tuhosti polotuhých spojů. Uvedeé studie azačují výzam závislosti účiků zatížeí (určeých podle teorie druhého řádu) a hodotě ohybové tuhosti styčíku. Lze zdůrazit, že pokles ohybové tuhosti styčíků amáhaých v plastické oblasti jejich působeí může v moha situacích vyvolat ezaedbatelé zvýšeí vitřích sil a také vzik ežádoucích trvalých plastických deformací kostrukce po odlehčeí. Je vhodé upozorit a skutečost, že spoje s hodotou počátečí ohybové tuhosti ižší ež 50 MNm/rad (hodoty voley pro potřebu studie) již emusí vzhledem k posuzovaé kostrukci odpovídat dobré ižeýrské praxi. Při ávrhu kostrukce lze pro předběžý odhad vhodé tuhosti spojů využít vztahů uvedeých v ormě [3]. Předložeá studie má přispět k dalšímu výzkumu zaměřeému a přechod od dosavadích metod k plě pravděpodobostím metodám odpovídajícím éře počítačů a aplikovatelým v projekčí praxi. [6] Marek, P. Brozzetti, J. Guštar, M. Tikalsky, P.: Probabilistic Assessmet of Structures Usig MoteCarlo Method. Basics, Exercises, Software. 2d editio, ÚTAM AV ČR Praha, [7] Křivý, V.: Posouzeí spolehlivosti styčíků ocelových kostrukcí podle současých metod a metody SBRA. [Diplomová práce], FAST VŠB-TU Ostrava, [8] Marek, P. Křivý, V.: Reliability Assessmet of Semi-Rigid Partial-Stregth Joits ad Structures. Proc. of the 8th Scietific Coferece Coectios ad Joits i Metal Structures. Kostrukcje stalowe, 2003, No. 5, pp [9] ČSN : Navrhováí ocelových kostrukcí, ČSNI, 998. Křivý, V. Marek, P.: Reliability Assessmet of Semi- Rigid Joits of Steel Structures This paper looks at reliability assessmet of semi-rigid joits of steel structures. The SBRA reliability assessmet approach is explaied ad compared with the Partial Reliability Factors method, PRFM, applied i codes. The differeces betwee the SBRA method ad PRFM are specified ad discussed. Křivý, V. Marek, P.: Beurteilug der Zuverlässigkeit vo halbsteife Kote vo Stahlkostruktioe Der Artikel befasst sich mit der Beurteilug der Zuverlässigkeit vo halbsteife Kote vo Stahlkostruktioe. Es wird das Zuverlässigkeitskozept der SBRA-Methode erklärt ud mit dem Kozept der Teilsicherheitsfaktoremethode, die i de derzeitige Norme agewadt wird, vergliche. Die Uterschiede beim Vorgehe beider Methode werde defiiert ud achfolged diskutiert. Příspěvek vzikl za podpory ÚTAM AV ČR, Praha, FAST VŠB TU Ostrava a v rámci projektu č. 03/04/45 GA ČR. Šaghaj září 2004 Literatura [] Che, W. F. Toma, S.: Advaced Aalysis of Steel Frames. Boca Rato, Florida, CRC Press, Ic [2] Wald, F. Sokol, F.: Navrhováí styčíků. ČVUT, Praha, 999. [3] ČSN P ENV 993--: Navrhováí ocelových kostrukcí, Část -: Obecá pravidla a pravidla pro pozemí stavby. ČSNI, 992. [4] ČSN P ENV 993--: Navrhováí ocelových kostrukcí, Příloha A2, Styčíky kostrukcí. ČSNI, [5] Marek, P. Guštar, M. Aagos, T.: Simulatio-Based ReliabilityAssessmet for Structural Egieers. Boca Rato, Florida, CRC Press, Ic. 995.

13 38 STAVEBNÍ OBZOR 5/2004 Mechaické, tepelé a vlhkostí vlastosti emodifikovaé eergosádry. část Ig. Pavel TESÁREK prof. Ig. Robert ČERNÝ, DrSc. RNDr. Jaroslava DRCHALOVÁ, CSc. ČVUT Fakulta stavebí, Praha doc. RNDr. Pavla ROVNANÍKOVÁ, CSc. VUT Fakulta stavebí, Bro Ig. Jiří KOLÍSKO, PhD. ČVUT Klokerův ústav, Praha V čláku je prezetováo referečí měřeí mechaických, tepelých a vlhkostích vlastostí eergosádry. Naměřeá data zahrují hodoty pevosti v tahu za ohybu, pevosti v tlaku, součiitele vlhkostí vodivosti, faktoru difúzího odporu, součiitele tepelé vodivosti, objemové měré tepelé kapacity a součiitele teplotí délkové roztažosti, které poslouží pro porováí s hodotami aměřeými a modifikovaé eergosádře v budoucích měřeích. Úvod Oxid siřičitý představuje závažé zečištěí životího prostředí. Do ovzduší se dostává s kouřovými plyy, pokud se spaluje uhlí s obsahem síry. Zdrojem emisí oxidu siřičitého byly doedáva zejméa tepelé elektráry a tepláry, kde se spaluje eergetické uhlí, které obsahuje až 2 % síry. Od roku 998 jsou všechy velké zdroje oxidu siřičitého u ás odsiřováy. Způsobů odsířeí spali je ěkolik, aše elektráry využívají zejméa: fluidí spalováí, při ěmž se jemě mletý vápeec váší přímo do spalovacího prostoru, kde se rozkládá a reaguje s oxidačími produkty síry; mokrou vápecovou vypírku, při íž reaguje oxid siřičitý se suspezí vápece. Mokrá vápecová vypírka produkuje síra vápeatý dihydrát CaSO 4.2H 2 O. Teto odpadí produkt s ázvem eergosádrovec je druhotou suroviou pro výrobu sádry. Elektráreský blok o výkou 200 MW ho vyprodukuje čištěím kouřových plyů cca 5 t/h. Je zřejmé, že takový velkoobjemový odpad by bylo vhodé zpracovávat, využití by měl především ve stavebictví. V současé době se zpracovává pouze část produkovaého sádrovce, větší podíl se ukládá a skládky. Zpracováí se týká zejméa výroby sádry pro sádrokartoové desky a briketováí sádrovce pro cemetáry, kde slouží jako zpomalovač tuhutí cemetu. Je tedy aejvýš žádoucí hledat další možosti využití sádry. Z eergosádrovce se tepelým rozkladem při teplotě 0 až 50 C vyrábí β-sádra chemického složeí CaSO 4./2H 2 O podle rovice CaSO 4.2H 2 O (0 až 50 C) CaSO 4./2H 2 O + /2H 2 O. () Její pevá struktura vziká zpětou hydratací za vziku sádrovce CaSO 4.2H 2 O. Sádrovec má rozpustost 256 mg v 00 g vody při 20 C. Z tohoto důvodu se sádra uplatňuje pouze jako iteriérový materiál pro štuky, omítky a v současé době zvláště pro výrobu sádrokartoových desek. Po vsypáí sádry do vody vzike kaše, která postupě ztrácí tekutost a přechází do tuhého stavu. Počátek tuhutí je závislý a teplotě rozkladu sádrovce; čím je teplota vyšší, tím sádra pomaleji tuhe. Po zatuhutí zače sádra tvrdout, tj. pozvola abývá pevosti, sádrovec rekrystalizuje. Šatava [] zkoumal velikost a tvar krystalů sádrovce v zatvrdlé hemihydrátové sádře. Zjistil, že její pevost je úměrá ploše vzájemých kotaktů mezi krystaly. Výrazě závisí a vodím součiiteli, který má běžě hodotu 0,6 až 0,8. Pokud je záměsové vody více, zaechává v sádře póry, které při uvedeém poměru voda/sádra představují 47 až 55 % objemu [2]. Nevýhodou jsou výrazé změy mechaických vlastostí ve vztahu k vlhkosti výrobku. Při avlhutí výrobku výrazě klesá pevost a modul pružosti. Vysušeá sádra má dvakrát až třikrát vyšší pevost ež vlhká. Voda obsažeá v zatvrdlé sádře je vázaá chemicky a fyzikálě v kapilárách a a jejím povrchu. Zatvrdlá má hygroskopické vlastosti, proto eí vhodé ji používat v prostředí s vyšší relativí vlhkostí vzduchu ež 60 % a místech, kde je ve styku s vodou ebo zemí vlhkostí. Její začou výhodou je, že dosahuje úplé hydratace a koečé pevosti v relativě krátké době, tj. asi do tří dů. Měřeím materiálových parametrů sádry se dosud zabývalo u ás i ve světě překvapivě málo výzkumých týmů. Uceleá sada hodot mechaických, tepelých a vlhkostích vlastostí zatím ebyla publikováa ai pro sádru bez jakýchkoli přísad. V bývalém Českoslovesku se touto problematikou zabýval Šatava [], [3], který studoval především procesy tvrdutí sádrových suspezí, závislost pevosti a mikrostruktuře atd. V ČSN ebyly žádé hodoty pro sádru alezey, pouze základí parametry pro sádrokarto [4]. Rochla ve zámé publikaci Stavebí tabulky [5] uvádí ěkteré parametry u položky sádrové tvárice Promota (vyráběé litím čisté sádry bez přísad a pliv) a položky sádrové desky. Další hodoty se dají ajít v techických podkladech firmy Gypstred, s. r. o. Mrovec, Peterková [6], jsou zde uvedey u výrobku Superblok TPP8-tvárice příčková ze sádrové hmoty plé. V zahraičí se podle dostupých prací měřeím a běžé sádře zabývalo více osob, ale jejich počet také eí příliš velký. Mechaické vlastosti (pevost v tlaku, v tahu za ohybu, Yougův modul pružosti, Poissoova kostata) jsou zámy z publikací Klei a Ruffer [7], Sigh a Garg [8], Tazawa [9]. Tepelé vlastosti (součiitel tepelé vodivosti, měrá tepelá kapacita, součiitel teplotí vodivosti) zjiš ovali Date a kol. [0],

14 STAVEBNÍ OBZOR 5/ Mehaffey a kol. [], Sulta [2]. Z vlhkostích vlastostí jsou zámy faktor difúzího odporu, který staovil Hausch [3], a sorpčí a desorpčí izotermy aměřeé Dahlem a kol. [4]. V čláku je prezetováo referečí měřeí mechaických, tepelých a vlhkostích vlastostí eergosádry jako základ pro porováí s hodotami zjiš ovaými při budoucích měřeích. Experimetálí metody Pevost v tlaku Zkoušeí pevosti v tlaku probíhalo a šesti poloviách vzorků získaých po zkoušeí pevosti v tahu za ohybu, přičemž poloviy zkušebích vzorků byly zatěžováy kolmo a směr hutěí. Při zkoušce bylo postupováo podle ČSN Sádrová pojiva [5]. Vzorky byly zbavey formy 5 miut po skočeí tuhutí a uložey ve zkušebí místosti. Z přístroje WPM 00 kn s rozsahem stupice 0 20 kn byla odečtea hodota síly F [kn], která odpovídá zatěžovací ploše lisu 40 x 40 mm. Pevost v tlaku byla vypočítáa jako podíl síly a zatěžovací plochy. Výsledá pevost v tlaku jedé sady (tří vzorků) byla vypočtea jako aritmetický průměr výsledků šesti zkoušek, po vyloučeí ejvětší a ejmeší hodoty. Pevost v tahu za ohybu byla určováa po 2 a 24 h, dále pak po 3, 7, 4 a 28 dech. Při této zkoušce se také sledovala vlhkost jedotlivých vzorků. Pevost v tahu za ohybu Podle ormy [5] byl vzorek umístě tak, aby jeho hray, které byly horizotálí při zhotoveí, se acházely ve vertikálí poloze. Šlo o tříbodový ohyb, vzdáleost podpěrých válečků byla 00 mm. Z přístroje byla odečtea síla F [kn]. Zkouška probíhala a zařízeí WPM 50 kn s rozsahem stupice 0 až 0 kn. Pevost v tahu za ohybu byla vypočtea stadardí vyhodocovací procedurou. Pevost v tahu za ohybu se měřila ve stejých časových úsecích jako pevost v tlaku. Součiitel vlhkostí vodivosti Určeí pomocí sorpčího experimetu Pro staoveí této veličiy byl použit experimet založeý a kapilárím sáí vody z volé hladiy do vzorku ve vertikálí poloze. Vzorek byl izolová proti vodě a vlhkosti a čtyřech stěách pláště a zavěše pomocí kovové kostrukce ad ádobu s vodou tak, aby jeho spodí čelo bylo poořeo 2 mm. Vahadla se vzorkem byla položea a vahách propojeých s počítačem a umožňujících automatickou registraci dat. Kostatí hladia v ádobě byla udržováa z láhve s vodou, obráceé dem vzhůru, pomocí dvou kapilár, které z í vycházely. Závislost možství vody ve vzorku a odmociě z času od počátku měřeí byla využita ke staoveí koeficietu absorpce vody, který je rove směrici její lieárí části. Pro výpočet průměré hodoty součiitele vlhkostí vodivosti D w [m 2 s ] byla použita rovice A D w, (2) wc kde A je koeficiet absorpce vody [kgm 2 s /2 ], w c asyceá vlhkost [kgm 3 ]. Určeí z vlhkostích profilů Pro měřeí obsahu vlhkosti byla použita kapacití metoda 2 [6] založeá a pricipu měřeí změy kapacity kodezátoru, jehož dielektrikem je zkoumaý materiál. Měřicí frekvece leží v rozsahu 250 až 350 khz. K měřeí byl použit kapacití sezor, plošá soda měla tvar deskového kodezátoru s rozměry 20 x 40 mm. Vlhkostí profily byly určey při simulováí jedorozměrého trasportu vlhkosti v horizotálí poloze, aby byl vylouče vliv gravitace. Stěy pláště vzorku byly izolováy proti vodě a vlhkosti smrš ovací termofólií, jeho čelo bylo potom umístěo do ádobky, ve které bylo přes houbičku v kotaktu s vodou, druhé čelo zůstalo volé. Ve zvoleých itervalech se pak přikládala soda. Měřeí se provádělo po délce každých 5 mm. Posledí čteí bylo provedeo, když vlhkost dosáhla přibližě poloviy délky vzorku. Poté byl vzorek rozřezá a dílky po 0 mm a vlhkost v ich určea gravimetrickou metodou. Z takto získaých výsledků a posledího čteí z měřiče vlhkosti byla vytvořea kalibračí křivka. Souhrá kalibračí křivka pro sádru byla určea z hodot měřeí a šesti vzorcích, abychom získali přesější data. Vlhkostí profily jsme potom určili zpětě pomocí této kalibračí křivky. Součiitel vlhkostí vodivosti byl vypočítá z vlhkostích profilů Mataovou metodou [7]. Použité vzorky byly poecháy volě v laboratorím prostředí až do ustáleí hmotosti, jejich hmotostí vlhkost se pohybovala okolo 8 %. Měřeí probíhalo při teplotě 25 C a relativí vlhkosti okolo 50 %. Součiitel difúzího odporu Stacioárí metoda Pro měřeí byla použita jeda ze stadardích stacioárích metod misková metoda (cup metoda) defiovaá v ČSN [8]. Součiitel difúze vodí páry D [m 2 s ] byl vypočte podle rovice m d R T D = S τ M kde D m je možství vodí páry prošlé vzorkem [kg], d tlouš ka vzorku [m], S jeho plocha v kotaktu s vodí párou [m 2 ], t čas odpovídající hmotosti prošlé vodí páry, m [s], p p rozdíl parciálích tlaků v ádobě pod vzorkem a prostředím ad vzorkem [Pa], R uiverzálí plyová kostata [Jmol K ], M molárí hmotost vody [kgmol ], T absolutí teplota [K]. Na základě výpočtu součiitele difúze vodí páry D byl urče faktor difúzího odporu podle vztahu kde D a je součiitel difúze vodí páry ve vzduchu [m 2 s ]. Při měřeí metodou dry cup byla miska se vzorkem aplěa silikagelem a umístěa v klimatizovaé komoře, kde byla udržováa relativí vlhkost okolo 50 %. Při měřeí metodou wet cup byla miska aplěá vodou umístěa v laboratorím prostředí s relativí vlhkostí okolo 50 %. Hmotost misky se vzorkem se zjiš ovala dvakrát deě po dobu dvou týdů, teplota v laboratoři se pohybovala okolo 25 C. Kostatí úbytek (wet cup) ebo přírůstek (dry cup) byl staove po ustáleí z posledích pěti hodot pomocí lieárí regrese. Nestacioárí metoda Sestava pro měřeí touto metodou sestává z trubice rozděleé a dvě samostaté komory vzduchotěsě a parotěsě izolovaé od okolího prostředí a avzájem odděleé vzorkem z měřeého materiálu. V jedé z komor byla D a p p, (3) µ =, (4) D

15 40 STAVEBNÍ OBZOR 5/2004 umístěa ádoba s vodou, jejímž vypařováím bylo v této komoře dosažeo relativí vlhkosti 9 %. Ve druhé komoře byla umístěa miska s absorpčím materiálem (silikagelem), relativí vlhkost v této komoře se pohybovala okolo 2 %. Pomocí vah apojeých a počítač jsme mohli staovit úbytek změy hmotosti vody a přírůstek silikagelu v závislosti a čase. V obou komorách i v místosti, kde probíhal pokus, sody símaly relativí vlhkost a teplotu. Hlaví výhodou této metody je výzamá úspora času při dosažeí srovatelých výsledků s metodou stacioárí [9]. K výpočtu faktoru difúzího odporu byly použity stejé vzorce jako u stacioárí metody. Součiitel tepelé vodivosti a měrá tepelá kapacita Tepelé vlastosti byly ověřováy přístrojem ISOMET 204 (Applied Precisio, Slovesko), což je multifukčí zařízeí k měřeí součiitele tepelé vodivosti λ [Wm K ], objemové měré tepelé kapacity cρ [Jm 3 K ] a teploty [ C] pro růzé druhy materiálů. Součiitel teplotí vodivosti a [m 2 s ] se počítá podle vztahu λ a =. (5) cρ Měřeí se provádělo plošou sodou a vzorcích poechaých v laboratorím prostředí s teplotou 25 C a relativí vlhkostí okolo 50 %. Hmotostí vlhkost byla okolo 8 %. Součiitel teplotí délkové roztažosti Součiitel teplotí délkové roztažosti α T [K ] byl urče z rozdílu délkových změ mezi teplotami 25 C a 80 C. Pro určeí délkových změ byl použit optický komparátor Carl Zeiss s přesostí ±0,5 mm. Součiitel α T byl vypočte podle vztahu dl α T =, (6) l o, T dt kde l o,t je délka při referečí teplotě [m], dl rozdíl délek [m] a dt rozdíl teplot [K]. Materiály a vzorky Materiálem určeým pro referečí měřeí byla β-sádra s čistotou vyšší ež 98 % eergosádrovce z elektráry Počerady. Vodí součiitel voda/sádra byl 0,627 a odpovídá ormálí kozisteci podle [5]. Tato orma se sice týká pevosti v tlaku a tahu za ohybu, ale podle jejích zásad byly vyrobey posléze všechy vzorky, aby bylo zaručeo, že se bude postupovat stejou techologií. Vzorky pro měřeí vlhkostích parametrů byly izolováy a celém povrchu kromě obou čel, která pak byla ve styku s vlhkostí, proti vodě pomocí epoxidu ebo latexové pasty, aby byl zaruče jedorozměrý přeos vlhkosti. Při měřeí byly použity tyto vzorky: součiitel vlhkostí vodivosti (kapacití metoda) 6 vzorků 20 x 40 x 300 mm, součiitel vlhkostí vodivosti (sorpčí experimet) 6 vzorků 50 x 50 x 23 mm, faktor difúzího odporu 2 vzorků průměru 05 mm a tlouš ce 0 22 mm, součiitel tepelé vodivosti a měrá tepelá kapacita 3 vzorky 70 x 70 x 70 mm, součiitel teplotí délkové roztažosti 5 vzorků 40 x 40 x 60 mm, pevost v tahu za ohybu a v tlaku 8 sad po 3 vzorcích 40 x 40 x 60 mm. Pro staoveí ulové hmotosti byly vzorky ejdříve poecháy v laboratorím prostředí a po ustáleí hmotosti sušey v sušárě po týdeích cyklech se zvyšující se teplotou 40, 60 a 80 C. Experimetálí výsledky V tabulce jsou uvedey základí vlastosti eergosádry, pevost v tlaku a tahu za ohybu je uvedea a obr.. Podle ormy se zkouší pevost po 2 h, my jsme sledovali pevost v tlaku a v tahu za ohybu v delších časových úsecích. Z grafu jsou vidět jasé výkyvy pevosti související především s vodou vázaou a strukturu, která se po odformováí postupě uvolňuje a pravděpodobě se dotváří struktura materiálu. Vzorky pro tuto pevost měly hmotostí vlhkost okolo 67 %, vzorky pro 28deí pevost okolo 24 %. Obrázek 2 zázorňuje typické vlhkostí profily pro vzorky vyrobeé z eergosádry, a obr. 3 jsou hodoty součiitele vlhkostí vodivosti vypočteé oběma metodami. Z grafu je zřejmé, že hodota součiitele vlhkostí vodivosti, určeá ze sorpčího experimetu, protíá křivku součiitele vlhkostí vodivosti určeou pomocí vlhkostích profilů v hodotě 83 % maximálí vlhkosti, což ukazuje shodu obou metod. V tabulce 2 jsou uvedey tepelé vlastosti eergosádry, v tab. 3 faktor difúzího odporu určeý jak stacioárí, tak estacioárí metodou. Tab.. Vlastosti eergosádry Objemová hmotost Hustota matrice Otevřeá pórovitost [kgm 3 ] [% objemu] 09 ±,5 % ±2,0 % 60 ±3,4 % Tab. 2. Tepelé vlastosti eergosádry součiitel tepelé vodivosti [Wm K ] 0,47 ±0 % objemová měrá tepelá kapacita [Jm 3 K ] součiitel teplotí vodivosti [m 2 s ] součiitel délkové roztažosti [K ] Tab. 3. Faktor difúzího odporu [ ] Stacioárí metoda dry cup wet cup (,60 ±0 %)E+6 (0,29 ±0 %)E 6 (7,22 ±5 %)E 6 Nestacioárí metoda 7,3 ±5 % 5,44 ±5 % 5,3 ±5 % Diskuze Možosti porováí materiálových parametrů eergosádry, určeých v tomto čláku, s parametry aměřeými jiými autory alespoň a běžé sádře (pro eergosádru se autorům tohoto čláku žádá data alézt epodařilo) jsou poměrě omezeé, jak již vyplývá z rozboru uvedeého v úvodí části. Ze základích vlastostí jsme ašli v publikaci Klei, vo Ruffer [7] hodotu pórovitosti 55 % pro sádru s vodím součiitelem 0,67 až 0,72. Materiály firmy Gypstred [6] uvádějí objemovou hmotost tváric z lité sádry 840 až 30 kgm 3. Podle ormy [4] je objemová hmotost sádrokartou 750 kgm 3. Ze základích mechaických vlastostí apř. Klei a vo Ruffer [7] určili pro β-sádru s vodím součiitelem 0,67 až 0,72 pevost v tlaku 20 MPa a pevost v tahu za ohybu 4 MPa. Sigh a Garg [8] uvádějí pevost v tlaku pro

16 STAVEBNÍ OBZOR 5/ surovou sádru 2 až 4 MPa, v závislosti a ph, Tazawa [9] pro sádrovou kaši s vodím součiitelem 0,6 pevost v tlaku 8,2 MPa, pevost v tahu za ohybu 5,59 MPa. Z tepelých vlastostí Mehaffey a kol. [] uvádějí součiitel tepelé vodivosti 0,25 Wm K, Sulta [2] 0,25 Wm K pro teploty 20 až 00 C. Oba autoři zkoumali chováí stěy ze sádrokartoových desek při zatížeí požárem. Mrovec a Peterková [6] uvádějí tepelou vodivost tváric ze sádry 0,20 Wm K. autorů avíc při měřeí použila jako zkoumaý materiál sádrokarto, tedy v podstatě sádrovou desku opatřeou papírovým povrchem. Jak vyplývá již z techologického hlediska, při výrobě sádrokartou jsou použity růzé přísady, apř. zpomalovače tuhutí, retardéry zvyšující požárí odolost, takže je otázkou, zda v tomto případě ještě můžeme hovořit o eupraveé sádře. Můžeme proto provést porováí pouze víceméě orietačí. Vyplývá z ěj především, že mechaické parametry eergosádry studovaé v tomto čláku byly výrazě lepší ež parametry sádry ve výše uvedeých zdrojích a apř. pevost v tlaku byla více ež,5ásobá. Naopak součiitel její tepelé vodivosti byl zhruba dvojásobý proti údajům uvedeým v literatuře a také faktor difúzího odporu měřeý metodou dry cup byl téměř dvojásobý. Z těchto údajů vyplývá, že eergosádra ověřovaá v tomto čláku byla zejméa z mechaického hlediska výrazě kvalitější ež typy studovaé ve výše uvedeých zdrojích. Obr.. Pevost v tlaku a v tahu za ohybu Obr. 2. Typické vlhkostí profily kapacití metoda Obr. 3. Součiitel vlhkostí vodivosti Z vlhkostích parametrů měřil Hausch [3] faktor difúzího odporu µ v závislosti a tlouš ce sádrokartoové desky. Získal pro tlouš ku 9,5 mm µ = 0 (pro hodoty 0 a 50 % relativí vlhkosti) a µ = 6,5 (pro hodoty 50 a 00 % relativí vlhkosti), pro tlouš ku 8 mm µ = 8,5 (pro hodoty 0 a 50 % relativí vlhkosti) a µ = 5,5 (pro hodoty 50 a 00 % relativí vlhkosti). Měřeí bylo prováděo podle DIN. Pro přímé a seriózí porováí těchto dat s ašimi výsledky, bohužel, chybějí podrobější iformace ve výše uvedeých zdrojích. Autoři většiou odkazují pouze a platé árodí ormy a požadavky, které se týkají jak zpracováí a výroby vzorků, tak zkušebích postupů, což pro špatou dostupost těchto materiálů porováí komplikuje. Část Závěr Cílem čláku a prví části výzkumu bylo staovit referečí sadu dat, která by měla obsahovat co ejvíce parametrů aměřeých a vzorcích vyrobeých ze surové eergosádry bez přísad. Zajímaly ás především základí mechaické parametry a parametry týkající se trasportích procesů v materiálu. Tyto parametry by měly společě s dalším měřeím pomoci k pochopeí, případě simulováí změ v tomto materiálu při kotaktu s vodou, vzdušou vlhkostí, změou teploty ebo v důsledku jiého klimatického zatížeí. Základí materiál bude uté modifikovat z důvodů zmíěých již v úvodu, tedy zhoršováí vlastostí s rostoucím obsahem vlhkosti. Pro pláovaé využití obvodových bloků z eergosádry bude utá eje ochraa proti vodím a vlhkostím vlivům, tedy použití hydrofobizačích přísad, ale i modifikace pro zvýšeí pevosti v tlaku a v tahu za ohybu, zlepšeí tepelých vlastostí atd. Přitom bude jistě ezbyté prověřit i možé egativí vlivy jedotlivých modifikací a jié vlastosti. Zalost referečích parametrů může výzamě pomoci při volbě vhodého modifikátoru, který by při vylepšováí ěkterého parametru v co ejmeší míře zhoršoval ostatí parametry. Hlavím z důvodů vytvořeí referečí sady parametrů je tedy utost porováí hodot aměřeých později a modifikovaé sádře s referečími měřeími. Taková referečí sada parametrů eergosádry ovšem dosud ebyla publikováa. Modifikovaá sádra, která bude splňovat kritéria, bude použita pro tvorbu bloků, které budou tvořit obvodovou kostrukci. Její chováí bude poté simulováo počítačovým programem, který by měl předpovědět chováí ově vytvořeého prvku v delším časovém horizotu a také při zatěžováí kostrukce vějšími klimatickými podmíkami. Na závěr bude jistě užitečé si připomeout ěkolik pozatků techického charakteru získaých při měřeí. V prví fázi experimetů se sádrou byly zároveň ověřey experimetálí metody a jejich aplikace a vzorcích z tohoto materiálu. Některé metody bylo uté upravit, apř. při izolováí vzorku proti vodě byla místo běžě používaého epoxidu použita latexová pasta. Sádrové vzorky vypadají a prví pohled, jako by měly homogeí strukturu, ale podle získaých výsledků se ěkteré z ich chovají odlišě. Vzhledem k těmto vlastostem bylo uto vyrobit více vzorků, ež se běžě používá pro jié materiály. Byl též uprave a sjedoce techologický postup jejich výroby, vysoušeí a ošetřováí.

17 42 STAVEBNÍ OBZOR 5/2004 Čláek byl vytvoře a základě podpory gratu č. 03/03/0006 GA ČR. Literatura [] Šatava, V.: Stregth ad Microstructure of Cast Gypsum. Ceramics Silikáty, 40, No. 2, 996, pp [2] Schulze, W. a kol.: Necemetové malty a betoy. Praha, SNTL 990. [3] Šatava, V.: Studie procesu tvrdutí suspezí sádry. [Doktorská dizertačí práce], Praha, ČVUT, 968. [4] ČSN Tepelá ochraa budov, Část 3: Výpočtové hodoty veliči pro avrhováí a ověřováí. ÚNMI, 994, s. 5. [5] Rochla, M.: Stavebí tabulky. Praha, SNTL 988, s. 7, s. 600, s. 64, s [6] Mrovec, J. Perková, J.: Pokyy pro projektaty. Techické podklady firmy Gypstred, s. r. o., [7] Klei, D. vo Ruffer, C.: Grudlage zur Herstellug vo Formegips. Keramische Zeitschrift, 997, Vol. 49, pp [8] Sigh, M. Garg, M.: Retardig Actio of Various Chemicals o Settig ad Hardeig Characteristics of Gypsum Plaster at Differet ph. Cemet ad Cocrete Research, 997, Vol. 27, pp [9] Tazawa, E.: Effect of Self-Stress o Flexural Stregth of Gypsum-Polymer Composites. Advaced Cemet Based Materials, 998, Vol. 7, pp. 7. [0] Date, A. Hostache, G. Murat, M. Dicard, L.: Ifluece of Water Cotet o the Thermal Diffusivity of Gypsum Plaster. Materials ad Structures, 984, Vol. 7, pp [] Mehaffey, J. R. Cuerrier, P. Carisse, G.: A Model for Predictig Heat Trasfer through Gypsum Board/Wood-Stud Walls Exposed to Fire. Fire ad Materials, 994, Vol. 8, pp [2] Sulta, M. A.: Model for Predictig Heat Trasfer through Noisulated Uloaded Steel-Stud Gypsum Board Wall Assemblies Exposed to Fire. Fire Techology, 996, Vol. 32, pp [3] Hausch, H.: Übersicht über Eigeschafte ud Awedug vo Gipskartoplatte. Zemet-Kalk-Gips, 974, Vol. 5, pp [4] Dahl, S. D. Kueh, T. H. Ramsey, J. W. Yag, C. H.: Moisture Storage ad No-Isothermal Trasport Properties of Commo Buildig Materials. HVAC&R Research, 996, Vol. 2, pp [5] ČSN Sádrová pojiva Klasifikace, Všeobecé techické požadavky, Zkušebí metody. ÚNMI, 979. [6] Semerák, P. Čerý R.: Kapacití metoda pro měřeí vlhkostí vodivosti stavebích materiálů. Stavebí obzor, 6, 997, č. 4, s [7] Drchalová, J. Čerý, R.: No-Steady-State Methods for Determiig the Moisture Diffusivity of Porous Materials. It. Comm. Heat ad Mass Trasfer, 998, Vol. 25, pp [8] ČSN Měřeí součiitele difúze vodí páry stavebích materiálů metodou bez teplotího spádu. ÚNMI, 974. [9] Čerý, R. Toma, J. Hošková, Š.: Nestacioárí metoda staoveí součiitele difúze vodí páry ve stavebích materiálech. Stavebí obzor, 0, 994, č. 0, s Tesárek, P. Čerý, R. Drchalová, J. Rovaíková, P. Kolísko, P.: Mechaical, Thermal ad Moisture Umodified Eergy Gypsum Part I This article presets referetial measuremets of mechaical, thermal ad moisture properties of eergy gypsum. The measured data iclude values of tesile stregth i bedig, compressio stregth, moisture coductivity coefficiet, diffusio resistace factor, thermal coductivity coefficiet, volumetric specific heat capacity, ad thermal liear expasivity. These values will facilitate compariso with values measured i modified eergy gypsum i the future. Tesárek, P. Čerý, R. Drchalová, J. Rovaíková, P. Kolísko, P.: Mechaische, Wärme- ud Feuchtigkeitseigeschafte icht modifizierte Eergiegipses I. Teil Im Artikel wird eie Referezmessug der mechaische, Wärme- ud Feuchtigkeitseigeschafte vo Eergiegips vorgestellt. Die gemessee Date ethalte die Werte für die Zug- ud Biegefestigkeit, die Druckfestigkeit, de Wasserdampf-Diffusiosleitkoeffiziete, die Wasserdampf-Diffusioswiderstadszahl, die Wärmeleitfähigkeit, die spezifische Wärmekapazität bei kostatem Volume ud für de Wärmeausdehugskoeffiziete, die zum Vergleich mit de a modifiziertem Eergiegips i küftige Messuge gemessee Werte diee werde. Všeobecé obchodí podmíky pro ižeýrskou čiost ve výstavbě Nakladatelství ARCH, Praha, 2003, 80 s., 99 Kč V současé tuzemské trží ekoomice v souladu s rozvojem a specializací podikatelské sféry a sahou po optimálím efektu ivestičího záměru roste zájem ivestorů (stavebíků) o ižeýrskou čiost ve výstavbě. Zároveň s tím se v odboré veřejosti vytváří poptávka po formováí doporučeých postupů při zajiš ováí těchto čiostí. Předkládaá publikace vychází těmto požadavkům vstříc. Zpracovaé Všeobecé obchodí podmíky pro ižeýrskou čiost ve výstavbě aplikují 273 Obchodího zákoíku pro příslušou oblast ižeýrské čiosti. Zaměřují se a závazkové vztahy mezi ivestorem (stavebíkem) a specializovaým podikatelským subjektem, který pro ěj obstará (zařídí) záležitosti, resp. provede příslušé odboré práce, výkoy a služby potřebé k zabezpečeí přípravy a realizace stavby souhrě ozačovaé jako ižeýrská čiost ve výstavbě. Po letech diskuzí je tato publikace v podstatě prvím pokusem o formulováí komplexější doporučeé úpravy obchodích podmíek pro prováděí vybraých (z hlediska využíváí ejčastěji frekvetovaých) ižeýrských čiostí ve výstavbě s přihlédutím k dosavadím tuzemským obchodím zvyklostem. Má povahu dispozitiví pomůcky. Smluví stray se v souladu s 273 Obchodího zákoíku mohou dohodout, že podmíky obchodí smlouvy o ižeýrské čiosti ebo část jejího obsahu určí odkazem a tyto obchodí podmíky, popř. a ěkterá jejich ustaoveí. Přitom kokrétí aplikace obchodích podmíek bude závislá a specifice obchodího případu.

18 STAVEBNÍ OBZOR 5/ Vliv cyklů zmrazováí rozmrazováí a materiálové charakteristiky betou Ig. Tomáš DOLEŽEL Ig. Dagmar JANDEKOVÁ doc. Ig. Petr KONVALINKA, CSc. ČVUT Fakulta stavebí Praha Čláek se zabývá experimetálím vyšetřováím dvou betoů růzé pevosti, které byly zatěžováy teplotími cykly zmrazováí a rozmrazováí, a aalyzuje změy ěkterých jejich materiálových charakteristik. Pokles pevosti v tlaku i eergie, potřebé k deformaci zkoušeých těles, závisí zejméa a jakosti betou a počtu teplotích cyklů. Z výsledků experimetů vyplývá, že takové zatížeí má výzamý vliv a životost betoových kostrukcí. Úvod Skutečost, že cyklické změy teplotího zatížeí ovlivňují kvalitu a životost betoových kostrukcí, je velmi dobře záma [4], [0]. Řada publikovaých prací se zabývá cyklickým teplotím zatěžováím zkušebích těles a zkoumáím jejich materiálových charakteristik, jako jsou součiitel vlhkostí vodivosti, součiitel teplotí délkové roztažosti, součiitel tepelé vodivosti, součiitel teplotí vodivosti a měrá tepelá kapacita [], [6], [7]. Materiálové charakteristiky betou, jako apříklad krychelá pevost a modul pružosti betou v tlaku, však ejsou předmětem tak častého zájmu [4]. Teto čláek se zabývá experimetálím vyšetřováím materiálových charakteristik (krychelé pevosti a pracovím diagramem betou v tlaku) dvou betoů rozdílé pevosti. Vzorky a experimet Všechy experimety byly provedey a hydraulickém zatěžovacím stroji GROND DSM 2500, umístěém v laboratoři Katedry stavebí mechaiky Fakulty stavebí ČVUT v Praze. Zatěžovací stroj je schope vyvodit maximálí tlakovou sílu kn. Je opatře hydraulickým servomechaizmem, který se používá zejméa pro řízeí zkoušky modulu pružosti betou v tlaku přírůstkem deformace. Pro zatěžováí zkušebích těles byla použita maximálí rychlost 0 5 m/s. Měřeí deformací Osové deformace sledovaly tezometrické símače INOVA PXA 50 s měřicí základou 00 mm, osazeé a dvou protějších straách zkušebích těles a symetricky ve čtvrtiách kruhových zatěžovacích desek stroje. Na ocelových zatěžovacích deskách stroje byly použity símače SANDNER EXA s měřicí základou 25 mm. Pro zjištěí průběhu deformací v procesu zatěžováí se prováděla měřeí a dvou símačích a tělese a čtyřech símačích a deskách. Výsledky byly opravey o deformace způsobeé edokoalým dosedutím zatěžovací desky a horí plochu tělesa [5]. Příčiou deformací může být edokoale rový povrch vzorku, epřesost v rovoběžosti zatěžovacích desek a povrchu vzorku a seřízeí zatěžovací desek. Korekce byly provedey přímo měřicím softwarem [6]. Příprava zkušebích těles Přípravě zkušebích těles byla věováa velká pozorost. Pro výrobu byly použity ocelové válcové formy (výšky 300 mm, průměru 50 mm) a krychle (50 x 50 x 50 mm). Po aplěí forem betoem byla tělesa hutěa a vibračím stole po dobu 30 s. Poté byla uložea ve vlhkém prostředí a dostatečě vlhčea vodou. Odbeděá tělesa byla a dobu 28 dů umístěa ve vodí lázi. Odtud byla přemístěa do uzavřeých plastových pytlů, aby se zabráilo přílišému vysycháí, a to až do stáří 4 měsíců. V době 48 hodi před pláovaým zatěžováím teplotími cykly byla tělesa z pytlů vyjmuta a poecháa a vzduchu. Složeí směsi pro výrobu zkušebích těles pevosti C 25/30 a C 45/55 je uvedeo v tab.. Maximálí velikost zra kameiva byla 6 mm, ebyly přidáy žádé přísady, vodí součiitel w/c = 0,4. Tab.. Složeí směsi pro výrobu zkušebích těles Možství C 25/30 C 45/55 portladský cemet CEM Králův Dvůr [kg/m 3 ] štěrk frakce 8 6 mm [kg/m 3 ] frakce 4 8 mm frakce 0 4 mm voda [l/m 3 ] Složky Stáří betou v době zkoušek bylo pět až šest měsíců. Při zkoušce jedoosého tlaku a krychlích 50 x 50 x 50 mm byla v této době zjištěa průměrá krychelá pevost 56,4 MPa pro beto C 25/30 a 7, MPa pro beto C 45/55. Velká pozorost byla věováa roviosti a paralelosti zatěžovaých ploch, proto byly vrchí části všech těles upravey cemetovým tmelem. Plěí ocelových forem bylo dáo jejich tvarem a bylo shodé se směrem zatěžováí. Výzamé rozdíly ve výsledcích zkoušek mohou vzikout při paralelím a kolmém zatěžováí ke směru uložeí betou [5]. Zmrazovací a rozmrazovací cykly Zkušebí betoová tělesa byla střídavě umís ováa do mrazicí komory s kostatí teplotou 20 C a do vodí lázě o teplotě +20 C. Teplota uvitř vzorků (do těžiště referečího vzorku bylo vložeo teplotí čidlo) se v průběhu celého zmrazovacího a rozmrazovacího cyklu měila od 2 do +2 C. Z obrázku je patrý typický teplotí profil vzorku v průběhu 2 hodi. Byly sledováy tři skupiy těles, každá sestaveá ze tří krychlí a tří válců. Prví, ezatěžovaá skupia (referečí tělesa), byla až do doby zkoušek materiálových charakteris-

19 44 STAVEBNÍ OBZOR 5/2004 Obr.. Typický teplotí profil Obr. 3. Pracoví diagram betou C 45/55 tik uložea v prostředí se 00% vlhkostí, druhá skupia byla zatížea 25 cykly a třetí skupia 50 cykly zmrazováí a rozmrazováí. Výsledky Výsledky zkoušek krychelé pevosti betou jsou zázorěy v obr. 2, z ěhož je patré, že zkušebí tělesa z betou C 45/55 mají daleko větší schopost odolávat cyklům zmrazováí a rozmrazováí ež tělesa z betou C 25/30. Úbytek pevosti v tlaku po 50 cyklech zatěžováí je u betou vyšší pevosti 2 % a u betou ižší pevosti 40 %. Obr. 4. Pracoví diagram betou C 25/30 po 50 cyklech zmrazováí klesla a 60 % pevosti zkušebích těles ezatěžovaých, modul pružosti betou C 25/30 v tlaku vykazuje stejou tedeci. Výzkum byl podpoře gratem č. MSM MŠMT ČR. Obr. 2 Vliv cyklů zmrazováí rozmrazováí a krychelé pevosti Podobé výsledky byly zjištěy u zkoušky modulu pružosti betou v tlaku. Z výsledků experimetů je zřejmé, že beto vyšší pevosti velmi dobře odolává cyklickým změám teploty. Pokles modulu pružosti betou v tlaku čií pouze 9 %. Výrazěji se projevilo cyklické zatížeí střídáím teplot u betou ižší pevosti, kde došlo k poklesu modulu pružosti betou v tlaku o 25 % po 25 cyklech a o 40 % po 50 cyklech zatěžováí (obr. 3, obr. 4). Závěr Předmětem zkoumáí byly změy vybraých materiálových charakteristik dvou rozdílých betoů zatížeých cyklickou změou teploty s cílem zjistit závislost krychelé pevosti betou a modulu pružosti betou v tlaku a počtu zatěžovacích cyklů. Na základě vyhodoceí výsledků experimetů je možé shrout: krychelá pevost betou C 45/55 se po 50 cyklech zatěžováí sížila a 88 %, modul pružosti betou C 45/55 v tlaku pak a 9 % hodoty ezatížeých referečích zkušebích těles; cykly zmrazováí rozmrazováí poškozují beto ižší pevosti mohem více, krychelá pevost betou C 25/30 Literatura [] Bah, B. Y. Hsu, Ch.-T. T.: Stress-Strai Behavior of Cocrete uder Cyclic Loadig. ACI Materials Joural, Vol. 95, 998, No. 2, pp [2] Bažat, Z. P. Bittar, Z. Jirásek, M. Mazars, J.: Fracture ad Damage i Quasibrittle Structures Experimet, Modellig ad Computer Aalysis. US Europe Workshop, Prague, 994. [3] Bažat, Z. P. Ozbolt, J. Eligehause, R.: Fracture Size Effect: Review of Evidece for Cocrete Structures. Joural of Structural Egieerig, Vol. 20, 994, No. 8, pp [4] Hsu, L. S. Hsu, C.-T. T.: Complete Stress-Strai Behavior of High-Stregth Cocrete uder Compressio. Magazie of Cocrete Research, Vol. 46, 994, No. 69, pp [5] Chi, M. S. Masur, M. A. Wee, T. H.: Effects of Shape, Size ad Castig Directio of Specimes o Stress-Strai Curves of High-Stregth Cocrete. ACI Materials Joural, Vol. 94, 997, No. 3, pp [6] Čerý, R. Drchalová, J. Rovaíková, P.: The Effects of Thermal Load ad Frost Cycles o the Water Trasport i Two High-Performace Cocretes. Cemet ad Cocrete Research, 3, 200, pp [7] Drchalová, J. Toma, J. Čerý, R. Rovaíková, P.: Hygric ad Thermal Properties of HPC for Cocrete Cotaimets of Nuclear Power Plats. Cocrete for Extreme Coditios, R. K. Dhir, M. J. McCarthy, M.D. Newlads (eds.), Lodo, Thomas Telford 2002, pp

20 STAVEBNÍ OBZOR 5/ [8] Kovalika, P.: Ifluece of the Testig Techique o Stress- -Strai Diagram of Cocrete. CTU Reports, Cotributios to Mechaics of Materials ad Structures, eds.: Bittar ad Šejoha, CTU Prague, 2000, pp [9] Kovalika, P.: Material Characteristics of Cocrete i High Temperature. 8th Bilateral Czech-Germa Symposium Sigificace of Hybrid Method of Reliability ad Durability i Egieerig Scieces, Prague, 999, pp [0] Neville, A. Aitci, P. C.: High Performace Cocrete a Overview. Materials ad Structures, 998, No. 206, pp. 7. [] Pavlík, Z. Čerý, R. Leschik, W. Schlemm, U.: A Microwave Techique for Measurig Moisture Cotet i Buildig Materials ad its Applicatio to Determiatio of Moisture Diffusivity. Egieerig Mechaics, 2002, No. 9, pp [2] Sabir, B. B.: Mechaical Properties ad Frost Resistace of Silica Fume Cocrete. Cemet ad Cocrete Composites, 997, No. 9, pp [3] Slate, F. O. Nilso, A. H. Martiez, S.: Mechaical Properties of High-Stregth Lightweight Cocrete. ACI Joural, Proc., Vol. 83, 986, No. 4, pp [4] Su, W. Zhag, Y. M. Ya, H. D. Mu, R.: Damage ad Damage Resistace of High Stregth Cocrete uder the Actio of Load ad Freeze-Thaw Cycles. Cemet ad Cocrete Research, 999, No. 29, pp [5] va Mier, J. G. M.: Strai Softeig of Cocrete i Uiaxial Compressio. Report of the Roud Robi Test, RILEM TC 48-SSC, 984. [6] Vok, R. A.: A Micromechaical Ivestigatio of Softeig of Cocrete Loaded i Compressio. Hero 38 (3), 993. Doležel, T. Jadeková, D. Kovalika, P.: The Effect of Freezig Thawig Cycles o Material Characteristics of Cocrete This article reports o experimetal ivestigatio of two types of cocrete of differet stregths. They were exposed to loadig by temperature cycles of freezig ad thawig. The paper aalyzes chages of some of their material characteristics. The drop of stregth ad eergy, ecessary for the deformatio of the tested samples, depeds, above all, o cocrete quality ad the umber of temperature cycles. The results of the experimets idicate that such loadig has a sigificat ifluece o the life cycle of cocrete structures. Doležel, T. Jadeková, D. Kovalika, P.: Eifluss der Frost-Tau-Zykle auf die Materialcharakteristike vo Beto Der Artikel befasst sich mit eier experimetelle Utersuchug zweier Betoe uterschiedlicher Festigkeit, die durch Frost-Tau-Zykle belastet wurde, ud aalysiert die Äderuge eiiger ihrer Materialcharakteristike. Die Verrigerug der Druckfestigkeit ud der zur Deformatio der geprüfte Probekörper beötigte Eergie hägt isbesodere vo der Betogüte ud der Azahl der Temperaturzykle ab. Aus de Ergebisse der Experimete geht hervor, dass eie solche Belastug bedeutede Eifluss auf die Lebesdauer vo Betokostruktioe hat. dizertace Vliv globálí změy klimatu a hydrologický režim povodí Bíliy Ig. Romaa Košková Dizertace se zabývá vlivem změ klimatu a srážkoodtokové poměry v oblasti Severočeského hědouhelého revíru a vodohospodářským řešeím zdrojů vody pro plěí zbytkové jámy Bília v optimálím časovém horizotu. Téma souvisí i s hlediskem krajié tvorby a ochray životího prostředí. Spolehlivost stokových sítí avržeých racioálí metodou Ig. David Stráský Práce je zaměřea a optimalizaci ávrhu a provozu stokových sítí a spolehlivost fukce těchto sítí avržeých racioálí metodou. Příosem je kombiace této metody a simulačích prostředků, zjedodušeí parametru míry přetížeí sítě a zavedeí parametru TSF, který charakterizuje časovou promělivost této míry. Vliv změy klimatu a závlahy při plěí zbytkových jam Ig. Jidřich Sláma Dizertace se zabývá vlivem klimatických změ a vodohospodářské řešeí tzv. mokré cesty rekultivace zbytkové jámy Jiří Družba v Severočeském hědouhelém revíru vodou z Ohře. Práce vychází z přirozeých i ovlivěých průtoků při celoročím plěí jámy v závislosti a vodosti období, kapacitě čerpací staice, dvou klimatických scéářích a miimálím průtoku v Ohři. Cotamiat Trasport i the Host Rock Ig. Marti Vaíček Práce se zabývá problematikou ochray životího prostředí před zečištěím růzými kotamiaty. Zaměřuje se a výzam jedotlivých procesů ovlivňujících trasport kotamiatů a ásledé ověřeí v laboratorích podmíkách. Pomocí stochastického modelu se řeší ebezpečí z použití elektráreských popelů do ásypového tělesa dálice. Vliv obvodových výztuh a válcové skořepiy Ig. Daiel Lemák Práce se zabývá vlivem výztuh a chováí válcové ocelové skořepiy, apř. komía, při zatížeí větrem. Dizertat se zaměřil a zjištěí potřebé tuhosti obvodových výztuh a jejich vzdáleosti tak, aby složitý výpočet skořepiy bylo možé ahradit jedoduchým výpočtem prutovým. Výpočty provedeé metodou koečých prvků respektují elieárí působeí skořepiy. Práce má praktický výstup upotřebitelý v praxi ocelových kostrukcí