Konstrukční systémy II

Transkript

1 Konstrukční systémy II Stěnové systémy Ing. Petr Suchánek, Ph.D.

2 Svislé nosné konstrukce stěny společně s vodorovnými nosnými konstrukcemi tvoří rozhodující část konstrukčního systému Funkční požadavky na stěny: - primární funkce: nosná a ztužující; - sekundární funkce: dělící, tepelně technické, akustické, protipožární.

3 Nosná funkce - Hlavní funkcí je přenos zatížení ze stropních konstrukcí, schodišť a střechy prostřednictvím základů do základové spáry, kde by toto zatížení mělo být distribuováno do základové půdy. Způsob namáhání stěnových konstrukcí zatížení je rozloženo liniově dostředně (centricky), mimostředně (excentricky), vzpěrný tlak štíhlé vysoké prvky,

4

5 Ztužující funkce - jedná se o zajištění přenosu vodorovného zatížení, stěny jsou schopny přenášet toto zatížení v podélném směru (vysoká ohybová tuhost); - vodorovné zatížení působící kolmo na střednicovou rovinu stěny => nutno zajistit prostorovou tuhost k-ce => ztužující stěna, tuhá stropní deska.

6 Stěnové systémy - obecně Podle způsobu převažujícího rozmístění a funkčního uspořádání svislých nosných prvků se stěnové systémy kategorizují na: příčné - s převažujícím uspořádáním stěn ve směru příčném; podélné - s převažujícím uspořádáním stěn ve směru podélném; obousměrné - s obousměrným uspořádáním stěn V kombinaci se systémy skeletovými vznikají systémy: systémy kombinované - stěny + sloupy; systémy jádrové - jádro + sloupy; systémy obvodové - nosný obvodový plášť + sloupy

7 Podélný stěnový konstrukční systém Podélný stěnový konstrukční systém

8 Kombinovaný stěnový konstrukční systém

9 Stěnové systémy v kombinaci se skeletovými systémy kombinované (smíšené) - stěny + sloupy; systémy jádrové - jádro + sloupy; systémy obvodové - nosný obvodový plášť + sloupy

10 Rozdělení stěnových systémů dle použitého materiálu a technologie A. Dle způsobu provádění - zděné konstrukce, - monolitické k-ce, - montované (prefabrikované) konstrukce, B. Dle užitého materiálu - stěny z cihelných materiálů, - stěny z tvárnic na bázi lehkých betonů, - betonové stěny, - kamenné stěny, - dřevěné stěny, - vrstvené konstrukce.

11 Zděné konstrukce - zdivo = k-ce ze zdících prvků (z přírodních nebo umělých materiálů) spojovaných maltou nebo kladených na sucho; - výsledné vlastnosti = vlastnosti staviva a malty

12 Druhy zdících prvků obecný Podle účelu Nosné Nenosné Podle povrchové úpravy Omítané Obkládané Režné Podle použitého materiálu Cihelné Tvárnicové Kamenné smíšené přehled

13 Spojovací materiál zděných konstrukcí Spojovacím materiálem zděných konstrukcí je malta směs pojiva, plniva a vody. Pojivo vápno, cement, sádra ovlivňuje pevnost malty a její zpracovatelnost Plnivo Přírodní písek říční nebo kopaný Umělé struska, škvára, popílek, perlit, Voda Zprostředkovává spolupůsobení pojiva a plniva

14 Druhy malt Spojovací materiál zděných 1) Malta vápenná (MV4) Dobré plastické vlastnosti Pevnost v tlaku jen do 1 MPa Doba tvrdnutí až 90 dní konstrukcí 2) Malta vápenocementová (MVC10, MVC25) Malty střední pevnosti 1-5 MPa Doba tvrdnutí kratší než u malty vápenné Vykazuje menší sedání zdiva 3) Malta cementová (MC50, MC100) Velká pevnost, 5-10 MPa Použití pro velké zatížení 4) Malta perlitová (MP) Menší pevnost Velmi dobré tepelně-technické parametry

15 Vazba zdiva Vazba zdiva = skladba cihel, tvárnic atd. podle určitých pravidel Styčná spára (svislá) ve dvou sousedních vrstvách se střídá o půl (o čtvrt) zdícího prvku Ložná spára (vodorovná) kolmá ke směru tlaku Vazák cihla uložená kratší stranou do líce zdiva Běhoun cihla uložená delší stranou do líce zdiva

16 Vazba zdiva

17 Základní vazby zdiva Vazba zdiva 1) Vazáková vazba Pouze z vazáků (převazují se o čtvrt cihly) Tloušťka zdiva se rovná délce zdícího prvku 2) Běhounová vazba Pouze z běhounů (převazují se o půl cihly) Tloušťka zdiva se rovná šířce zdícího prvku

18 Vazba zdiva Tradiční vazebné typy 1) Vazba polokřížová 2) Vazba křížová

19 Vazba zdiva 3) Vazba gotická 4) Vazba holandská

20 Křížení zdí Vazba zdiva

21 Vyvázání napojení zdi Vazba zdiva

22 Vyvázání rohu zdiva Vazba zdiva

23 1.Zdivo kamenné Nevýhody Velká objemová hmotnost ( kg/m3) Velmi špatné tepelně technické vlastnosti Obtížná opracovatelnost Pracnost provádění Cenová náročnost Výhody Velká pevnost a odolnost proti mechanickému poškození Velká odolnost proti vlivům klimatu Výhodné architektonicko-estetické působení Využití: rekonstrukce historických staveb vyzdívání opěrných zdí, soklů dekorativní účely

24 Druhy kamenného zdiva 1. Zdivo z lomového kamene (režné) 2. Zdivo kyklopské (polygonální) 3. Řádkové zdivo obyčejné provazované 4. Řádkové zdivo svisle provazované 5. Kvádrové zdivo

25 Způsob vyzdívání

26 2.Zdivo smíšené zdivo sestávající ze dvou nebo více stavebních materiálů tvořících jeden konstrukční celek, používají se kombinace kámen a cihla kámen a beton cihla a beton

27 Výhody využití předností jednotlivých materiálů Kámen Mechanická a klimatická odolnost Výhodné estetické působení Beton Pevnost a únosnost Libovolná tvarovatelnost Cihly Tepelně-izolační vlastnosti Snadná povrchová úprava Jednoduché vedení rozvodů TZB Nevýhody velká pracnost provádění

28 3.Zdivo cihelné Formáty cihel - Velký (tradiční) 290 x 140 x 65 mm - Malý 290 x 120 x 65 mm - Metrický 240 x 115 x 72 mm

29 Druhy cihel Cihla plná z nepálené hlíny Cihla plná pálená CP Cihla pro režné zdivo (Klinker) Cihla vápenopísková (bílá) Cihla dutinová, voštinová

30 4.Zdivo tvárnicové 4.1 Tvárnice vylehčené dutinami - Starší cihelné tvárnice pro obvodové i vnitřní nosné stěny CD INA, CD IVA,

31 4.2 Speciální dvojice dutinových tvárnic pro dvouvrstvé (sendvičové) zdivo - Starší cihelné tvárnice CD IZA

32 - Stěnový systém TVAR - Stěnový systém RAMOTHERM

33 4.3 Zdivo z lehčených betonů - Plné tvárnice z tepelně technicky kvalitního materiálu (pórobetonu, škvárobetonu, struskobetonu, ) o objemové hmotnosti kolem 500 kg/m3 (PORING, SIPOREX, YTONG, HEBEL)

34

35 Zdivo z tvárnic Liapor

36 4.4 Novodobé tepelně-izolační tvárnice (Thermobloky) - Keramická surovina se míchá s pilinami, které při vypalování vyhoří, vzniká pórovitá struktura - Objemová hmotnost kolem 1000 kg/m3 (POROTHERM, KERATHERM, SUPERTHERM)

37 4.4 Novodobé tepelně-izolační tvárnice (Thermobloky) -řada P+D - s perem a drážkou ve styčné spáře (nemaltuje se); - ložná spára s maltou, tl.12mm, (44 P+D; 36,5 P+D; 30 P+D; 24 P+D; 17,5 P+D) - rozměr např. 247*440*238 mm, spotřeba 16ks/m2, hmotnost tvarovky cca 20kg/ks - řada CB - broušené cihly (přesnější tvary s menšími tolerancemi); - speciální malta pro tenkovrstvé zdění, tl. spáry 1-2 mm

38 4.4 Novodobé tepelně-izolační tvárnice (Thermobloky)

39 4.5 Sendvičové tvárnice s vloženou tep. izolací - Jedná se o sendvičové tvárnice z betonu se zabudovanou tepelně-izolační vrstvou z pěnového polystyrenu, alt. minerálních vláken (IZOBLOK, IZOPLUS, BIO PLUS)

40 Rozdělení železobetonových stěnových systémů podle technologie 1. železobetonové monolitické 2. železobetonové montované (prefabrikované) Výhody: beton má obecně 5x až 8x větší pevnost než zdivo z keramických tvarovek a tvárnic dostupnost surovin na území ČR Nevýhody: nízký tepelný odpor pracná výroba bednění pro monolitické konstrukce těžké zvedací mechanismy pro montované konstrukce

41 - prostorovou tuhost a stabilitu systému zajišťují stěny rozmístěné v příčném a podélném směru - stěnové prvky jsou zpravidla převážně uspořádané v příčném směru budovy Předností stěnových systémů - integrovaná funkce nosných stěn - tepelně izolační (obvodové stěny) vzhledem k špatným tepelněizolačním vlastnostem se doplňují tepelnou izolací - dělící - akusticky izolační (vnitřní stěny) výhodné použití vzhledem k velké objemové hmotnosti Nedostatky stěnových systémů -příčné stěnové systémy malá dispoziční variabilita omezení využití na obytné stavby, hotely, ubytovny, atd. -podélné stěnové systémy využití spíše pro nízkopodlažní stavby

42 Železobetonové monolitické stěnové systémy výhody: lze použít pro všechny tvary konstrukcí lepší vzájemné spolupůsobení konstrukce větší tuhost spojů použití subtilnějších konstrukcí nevýhody: problematické dodržení vlastností betonu dlouhá doba výstavby nutnost bednících prací Bednění tradiční (tesařské) pro menší stavby a konstrukce systémové PERI, DOKA, MEVA (při větším rozsahu bednících prací) ztracené zůstává součástí konstrukce

43 Tradiční (tesařské) bednění

44 Systémové bednění - systémové bednící panely

45 Systémové bednění - nosníkové bednění

46

47

48

49

50

51 Ztracené bednění - systém VELOX

52

53

54 Železobetonové montované stěnové systémy výhody: rychlá výstavba konstrukce lze ihned částečně zatížit stálá kvalita konstrukčních prvků nevýhody: prvky jsou mohutné a těžké vyžaduje těžké zvedací mechanismy -jsou tvořeny velkoplošnými železobetonovými dílci - vzájemným spojením jednotlivých dílců ve stycích je vytvořena prostorová soustava, složená ze svislých stěnových prvků a vodorovných stropních desek - prostorovou tuhost a stabilitu systému zajišťují stěny rozmístěné v příčném a podélném směru

55 Stěny montované z bloků - výška dílce = 1/2-1/3 výšky podlaží

56 Stěny montované z panelů - výška dílce = výška podlaží

57 Druhy panelů Vnitřní nosné panely Obr.: a) panel plnostěný, b) panel vylehčený dutinami, c) panel žebrový

58 Obvodové nosné panely Obr.: a) jednovrstvé, b) dvouvrstvé, c) třívrstvé

59 Styky montovaných konstrukcí Optimálním řešením způsobu uložení stropních dílců ve styku z tohoto hlediska je: stropní dílce uložit ve styku na hloubku a 0,35 h čelo stropních dílců v horní polovině styku slícovat s hranou stěny čelo stropních dílců v horní polovině styku ukončit před hranou stěny ve vzdálenosti přibližně 0,5 h

60 Stropní dílce se zalomenými a zazubenými čely