Svislé nosné konstrukce

Transkript

1 Pozemní stavitelství Svislé nosné konstrukce STĚNY, SLOUPY, PILÍŘE Ing. Jana Pexová 01/2009

2 Doporučená a použitá literatura Normy ČSN: ČSN Obytné budovy ČSN EN ( ) Zatížení stavebních konstrukcí *n2)čsn Tepelná ochrana budov - Požadavky *n3)čsn Akustika Ochrana proti hluku v budovách a souvisící akustické vlastnosti stavebních výrobků Požadavky. Nařízení vlády č.148/2006 Sb., o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací ze dne 15. března 2006 Vyhlášky: vyhláška MMR č.137/1998 Sb. O obecných technických požadavcích na výstavbu www stránky: *w1) *w2) www. prefa.cz *w3) www. velox.cz *w7) *w8) *w9) www. xella.cz *w10) *w11) *w12) *w13) *w14) *w15) *w16) *w17)

3 Svislé nosné konstrukce stěny - společně s vodorovnými nosnými konstrukcemi tvoří rozhodujícíčást konstrukčního systému. funkční požadavky na stěny - primárn rní funkce: - nosná a ztužuj ující; - sekundárn rní funkce: - dělící, - stavebně fyzikáln lní tepelně technické, akustické, - protipožárn rní.

4 Nosná funkce - Hlavní funkcí je přenos p zatížen ení ze stropních konstrukcí,, schodišť a střechy prostřednictv ednictvím m základz kladů do základovz kladové spáry, kde by toto zatížen ení mělo být distribuováno do základovz kladové půdy. namáhání stěnových konstrukcí - zatížen ení je rozloženo liniově dostředn edně (centricky), mimostředn edně (excentricky), - vzpěrný tlak štíhlé vysoké prvky, o způsobilosti k-cek rozhoduje možnost vybočen ení (ve směru menší tuhosti menší šího momentu setrvačnosti) => Ideáln lně volit čtvercové průř ůřezy stejná tuhost ve všech v směrech - jinou variantou je vytvořen ení vzpěr r případnp padně ztužuj ujících ch k-cíči k i stěn, - vybočen ení závisí také na způsobu upevnění konců k-ce.

5 Ztužuj ující funkce - jedná se o zajištění přenosu vodorovného zatížen ení,, stěny jsou schopny přenp enášet toto zatížen ení v podéln lném m směru (vysoká ohybová tuhost); - vodorovné zatížen ení působící kolmo na střednicovou rovinu stěny => = nutno zajistit prostorovou tuhost k-cek = ztužuj ující stěna, tuhá stropní deska. Dělící funkce - stěny odděluj lují prostory z hlediska: - dispozičního, - provozního.

6 Tepelně izolační funkce - Stěny odděluj lují prostory s různou r teplotou prostřed edí => požadavky na tepelně izolační vlastnosti k-cek (ČSN ). - Objekt musí splňovat zákon z 406/2006 Sb. hospodařen ení energií Za účelem zajištění tepelné pohody jsou normou taktéž dány min. teploty vnitřního vzduchu a relativní vlhkosti v místnosti. zdokonalení tepelně izolační vlastnosti - vylehčov ování materiálu ve hmotě, - vzduchové mezery a dutiny, => snížen ení pevnosti! - kombinace materiálů.

7 Požadavky ČSN *n2)

8 Akustická funkce interiér r X exteriér r (obvodové k-ce) požadavky na ochranu lidí před hlukem ve vnitřním prostředí dle vyhl. 148/2006Sb.: - v denní době (6:00-22:00) nesmí vážená hladina akustického tlaku zvuku L A,max uvnitř obytného prostoru překročit 40dB, - v noci max. 30dB. interiér r X interiér r (vnitřní k-ce) závazné požadavky na zvukoizolační vlastnosti konstrukcí dle ČSN = min. hodnota vážené stavební neprůzvučnosti R w db. Zlepšení akustických vlastností dosáhneme zvýšením objemové hmotnosti materiálu stěny.

9 Požadavky ČSN *n3)

10 Protipožárn rní funkce Každá nosná konstrukce mám požadovanou požárn rní odolnost v minutách: - nosné konstrukce si uchovají po předepsanou dobu únosnost a stabilitu, - je omezen rozvoj a šíření požáru uvnitř budovy, - je zamezeno šíření požáru na sousední objekty, - osoby bezpečně opustí budovu, - je zajištěna bezpečnost záchranných jednotek. Je nezbytné posoudit délky únikových cest a požární odstupy apod.

11 Požárn rní odolnost zdiva z CPP TYP ZDIVA Z CPP (mm) tl. zdiva ZR (mm) tl. zdiva KR (mm) POŽÁRNÍ ODOLNOST / min. NOSNÉ (100) NENOSNÉ

12 Svislé nosné konstrukce - stěny dle způsobu provádění - zděné konstrukce, - monolitické k-ce, - montované (prefabrikované) ) konstrukce, dle užitu itého materiálu - stěny z cihelných materiálů, - stěny z tvárnic na bázi b lehkých betonů, - betonové stěny, - kamenné stěny, - dřevěné stěny, - vrstvené konstrukce.

13 1. Zděné konstrukce - dlouhá historie nejstarší dochovaná k-ce = hradby keltského opida na vrchu Závist Z u Zbraslavi z 2. aža 1. století před n.l. - zdivo = k-cek ze zdících ch prvků (z přírodnp rodních nebo umělých materiálů) spojovaných maltou nebo kladených na sucho; - výsledné vlastnosti <= = vlastnosti staviva a malty; - malta = směs s pojiva (vápno, cement) + plniva (písek) + vody; - pevnost malty závisz visí na vlastnostech a množstv ství pojiva; - druhy malt: vápennv penné malty MV (pevnost v tlaku max.1,0 MPa; ; dobré plastické vlastnosti); vápenocementové malty MVC (pevnost 1,0-2,5 MPa; tvrdne rychleji, méněm se stlačuje = zdivo míňm sedá); cementové malty MC (pevnost v tlaku 5,0-15,0 MPa; pro velmi zatížen ení k-ce = pilíře, sloupy).

14 - únosnosti zdiva <= = parametry staviva a spojovacího materiálu; <= = vazba zdiva rozložen ení tlaků ve zdivu; - běhouny (podéln lné prvky) a vazáky.

15 - nehomogenní konstrukce, malta a stavivo mají rozdíln lné - moduly pružnosti (E); - součinitele přetvárnosti (α); => rozdíln lné deformace při p zatížen ení zdiva tlakem;

16 - zatížen ené zdivo: malta mám tendence k roztahování třením spolupůsob sobí se stavivem vzniká napětí ve vodorovném m směru (snaha cihlu roztrhnout) - únosnost k-cek roste, je-li příčnép deformaci zdiva zabráněno no např.. výztuží v ložných sparách = vyztužen ené konstrukce; - lepší mechanické vlastnosti - vrstvené vyztužen ené konstrukce (ŽB výztužné jádro spřažen ené s pláš ášťovým zdivem); - lepší odolnost ve vodorovném m směru předepnuté zdivo (svislá předpínací výztuž,, subtilnější k-ce,, např.. opěrn rné zdi).

17 1.1. Zdivo cihelné Stáří cihel - 4.tis.l.př.n.l..n.l.- cihly se sušily na slunci (Egypt). Poměr r stran cihly 4:2:1 V poslední 1/3 18. stol. pro území Rakousko-Uherska byl sestaven STAVEBNÍ ŘÁD D pro zděné budovy s protipožárn rními požadavky. pevnost zdiva - pevnost malty + pevnost kusového staviva (cihel). Pevnost zdiva je dána d výpočtovou pevností zdiva v dostředn edném m nebo mimostředn edném m tlaku Rd (MPa) Pevnost cihel (Mpa) MC 10,0 Rd (MPa) - Podle malty MC 5,0 MVC 2,5 MVC 1,0 CP P 10 1,8 1,5 1,3 1,0 CP P 15 2,2 1,8 1,5 1,3

18 druhy a formáty cihel cihla plná CP 290*140*65 mm tzv. velký formát - vyráběny pálením cihlářské hlíny - mají plný střep bez otvorů (dutin). - hmotnost 4,5 kg - pevnost cihel v tlaku : P7 MPa nenosné zdivo, P10, P15 MPa nosné zdivo, komíny, P20 (P25) MPa - mrazuvzdorné, nosné pilíře. Tl.. příčky min 75 mm, tl.. nosné stěny min. 300 mm. *w7)

19 cihla vápenopísková 290*140*65 mm, 240*115*72 mm (metrický f.) - lisují se z vápna a křemičitého písku, - přesné hrany vhodné pro komíny, pilíře, akumulační zdivo apod., -často používány pro sendvičové obvodové zdivo (se zateplením). *w8) cihla metrická CDm 240*115*113 mm - pálené z cihlářské hlíny, lehčené dutinami, - hmotnost 3,3-4,5 kg, - tl.. nosné stěny 250 mm. *w7)

20 vazby cihelného ho zdiva - z hlediska stability zděných konstrukcí a pevnosti zdiva, - ovlivňuje roznesení tlaku a celkovou únosnost zdiva, - tl.. spár r cca 10 mm - styčné spáry (modře), - ložné spáry (červen( erveně), - převazba styčných spár r min. ¼ cihly! - přisekávání cihel rozeznáváme tříčtvrtka, tvrtka, půlka, p čtvrtka, pásek. p

21 druhy cihelných vazeb Vazba běhounová Vazba vazáková Polokřížová vazba Křížová vazba

22 křížení zdí

23 vyvázání napojení zdí

24 vyvázání rohu zdiva

25 vyvázání ukončen ení zdiva

26 1.2. Zdivo tvárnicové - oproti cihlám m jiný tvar, většív rozměry, ry, lepší tepelně izolační vlastnosti (obvodové zdivo menší tloušťky); - obvykle vylehčeny eny dutinami (kolmo k ložné spáře, kolmo ke směru tepelného toku) nebo póry p přímo p v hmotě střepu; - tepelné mosty ve sparách ch: - styčné spáry promaltovány jen z části nebo vůbec v (P+D); (u hladkých tvárnic promaltovány výjimky) - ložné spáry - přerušované maltové lože; - pro nosné zdivo se používaj vají tvárnice: - keramické; - z lehčených ených betonů.

27 1.2.a) Zdivo tvárnicové - keramické - tvarovky vylehčené v keramické hmotě a dutinami řada P+D - s perem a drážkou ve styčné spáře (nemaltuje( se); cihly koncové a maltovou kapsou; - 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); - ložná spára P+D, styčná: speciální malta pro tenkovrstvé zdění, tl.. spáry mm Dutiny- vždy musí být kolmo k ložné spáře. Sesazování tvárnic do zámků bezmaltová styčná spára. Hmotnost tvárnice 44P+D: 20 kg/ks Obvodové zdivo: tvarovky P+D, CB, Si tl.440, 400, 365 mm Vnitřní nosné zdivo: tvarovky P+D, CB t. 365, 300, 240, 175 mm Příčkové zdivo: příčkovky 175, 115, 80 mm Akustické zdivo: Porotherm AKU tl. 365, 300, 250, 190, 115 mm *w1)

28 vyvázání rohu zdiva Porotherm *w1)

29 Zdivo Porotherm *w1)

30 1.2.b) Zdivo tvárnicové z lehčených betonů - materiál: škvárobeton, struskobeton,, pórobeton, p liaporbeton apod. - plné (vylehčeny eny mikropóry ry), nebo i vylehčen ené dutinami dutiny mohou být vyplněny ny tepelně izolačními materiály; - velikost do váhy v 30kg; - pevnost v tlaku min. 2,5 MPa (pouze pro nosné zdivo nižší ších objektů) až cca 6,5 MPa; - objemová hmotnost cca kg/m 3 ; - pórovitost = vyšší nasákavost vždy nutno chránit před p povětrnostn trnostními vlivy povrchovou úpravou. Výroba - pórobeton vápno, křemičitý písek, voda, cement a plynotvorné přísady (plynotvorný hliníkový prášek); - liaporbeton cement, voda, kamenivo = umělé kamenivo Liapor (Keramzit), které vzniká výpalem přírodních granulovaných jílů

31 Zdivo z pórobetonových tvárnic Ytong Ytong 600*375*250, 500x300x250, 400*250*250 mm (firma XELLA) Obvodová nosná zeď: přesné tárnice tl.. 250, 300, 375 mm, nebo Ytong Lambda t. 300, 375 mm Vnitřní nosné zdivo : 200, 250, 300, 375 mm Příčkové zdivo: 150, 125, 100, 75, 50 mm. Akustické: Ytong Silka 250mm Doplňkové dílce se řežou snadná úprava a provádění zdění; (není nutno striktně dbát na modulovou koordinaci). Sesazování tvárnic - na sraz lepí se v ložné i styčné spáře plnoplošně; - na péro a drážku (P+D) lepí se pouze v ložné spáře. Spáry tl mm, nanášení zubatou lžící. Hmotnost: dle typu materiálu: 550,650 nebo 850 kg/m 3 600*375* kg/ks, spotřeba cca 7 ks/m 2. Vysoká nasákavost - ztráta tepelně izolačních vlastností. *w9)

32 *w9)

33 Zdivo z tvárnic Liapor Liapor 247*365*240, 247*450*241 mm (firma Lias Vintířov) Obvodová nosná zeď: tvarovky Liapor SL a Liatherm tl.. 365, 425 mm Vnitřní nosné zdivo : Liapor M tl.. 365, 300, 240 mm Příčkové zdivo: příčkovky tl.. 175, 115, 70 mm. Dobré akustické a tepelně izolační vlastnosti (tvarovka Liapor SL má dutiny vyplněny polystyrenem). Sesazování tvárnic - na sraz malta v ložné i styčné spáře; - tvarovky s maltovou kapsou na sraz + maltová kapsa; - na péro a drážku (P+D) - malta se pouze v ložné spáře. Spáry tl.. 2 mm, nanášení zubatou lžící. Hmotnost: dle typu materiálu: pevnostní třída 2 a 4 MPa kg/ks, spotřeba cca 16 ks/m 2. Objemová hmotnost: kg/m3 *w10)

34 Zdivo z prvků s perem a drážkou. Zdivo z prvků s maltovou kapsou a perem a drážkou. Zdivo z bloků s hladkou boční stěnou *w10)

35 1.3. Zdivo kamenné - v současn asné době se používá málo (základy, podzemní a soklové části budov, opěrn rné zdi, rekonstrukce historických budov) - vlastnosti kamenného zdiva: - velká objemová hmotnost ( kg/m 3 ); - obtížná opracovatelnost; - neprodyšnost; nost; - pracnost zdění; - špatné tepelně izolační vlastnosti; + odolnost proti povětrnostn trnostním m a mechanickým vlivům; - dle způsobu opracování a použit ité vazby rozlišujeme: - zdivo z lomového kamene; - zdivo řádkové (kopákov kové); - zdivo kyklopské; - zdivo kvádrov drové.

36 1.3.a) Zdivo kamenné z lomového kamene - kámen lámaný v lomu bez dalšího jemného opracování o velikosti min. 150 mm (častěji 200 mm); - nejčastěji se používá vazák s občasnou kombinací s běhounem pro zdivo tl. min. 450 mm (až 600 mm); - styčné spáry plně promaltované tl. 15 až 40 mm musí být překryty; nepravidelné spáry mezi jednotlivými kameny se vyplňují drobným kamenivem a maltou; - neomítnuté nebo opatřené maltou.

37 Vazba kamenného zdiva

38 1.3.b) Zdivo kamenné kyklopské (polygonální) - vybraný lomový kámen opracovaný do tvaru 5 až 8 úhelníků (polygonů); - zdí se na maltu MV nebo MVC; - v líci se mohou v jednom bodě stýkat pouze tři spáry; - šířka spáry je 20 až 30 mm; - použití: pro terénní úpravy, opěrné zdi atd.

39

40 1.3.c) Zdivo kamenné řádkové hrubé řádkové zdivo - zdivo z opracovaného lomového kamene, provedené z hrubých nebo čistých kopáků (kopák je název z doby, kdy se tyto kameny prodávaly na kopy); -řádkové zdivo se provádí i svisle provázané, tj. haklíkové zdivo. čisté řádkové zdivo haklíkové zdivo

41 1.3.d) Zdivo kamenné kvádrové - kameny opracované do přesných rozměrů; - kladou se podle prováděcích kamenických výkresů a spojují se MC nebo pomocí skobek z nerez oceli; - spáry pravidelné o tl. 15 až 20 mm; - používá se u monumentálních staveb (památníků apod.) nebo jako obkladové zdivo vstupů, soklů a při rekonstrukcích.

42 1.4. Zdivo smíšené - složeno ze 2 či více stavebních materiálů, tvořící jeden celek; - kombinace materiálů: kámen - cihla, kámen - beton, beton - cihla, kámen - beton+cihla.

43 2. Monolitické konstrukce - litá betonová směs s přímo p do bednění, které po zatuhnutí směsi odstraníme nebo ponecháme ( ztracené bednění ); - k-ce známy již v antice, novodobé k-ce se používaj vají od pol.19.stol.; Prostý beton používá se pouze na svislé prvky tlačené. Železobeton k-ce tvořená: - ocelovými pruty tahové napětí, - betonovou směsí tlakové namáhání, - používá u všech konstrukcí tažených (ohyb, popř. smyk). - špatné tepelně technické vlastnosti nutno řešit zateplení; Postup výroby monolitické železobetonové konstrukce: - příprava bednění, - provedení a uložení výztuže, - výroba betonové směsi, - doprava betonové směsi do bednění a její zhutnění, - ošetření betonu;

44 - beton - měkká konzistence; - zhutňov ování vysokofrekvenčními vibrátory. - bednění dříve složit ité z dřevd evěných desek, nyní jednoduše e použiteln itelné montované systémov mové bednění různých tvarů; - materiál l systémov mového bednění překližka ka tl mm; 5 ocelový plech tl.3.3-4mm; lehčen ené polypropylénov nové desky + ocelové nebo hliníkov kové rámy; *w11) Překližkaka Překližka ka s fenolovou pryskyřic icí na povrchu Překližka ka s melaminovou pryskyřic icí na povrchu

45 funkce bednění monolitických konstrukcí - dává tvar konstrukci, - rozděluje konstrukci na jednotlivé pracovní záběry podle požadavku technologického postupu stavby; Bednicí systémy (dnes používané) - dílcové bednění např. vodovzdorná překližka tl.. 15 mm pro plochu a pro ztužení řezivo nebo ocelové profily. - systémové bednění dnes velmi používané pro vysokou životnost, jednoduché použití. Podle manipulace a typu prvků se používají systémová bednění typu - dílcové, - velkoplošné, - prostorové; - posuvné a pojízdné bednění pro betonáž svislých konstrukcí výškového charakteru, např. sila, komíny, věže apod.; - nafukovací bednění - pryž nebo PVC vyztuženého synt.. tkaninou; - se používá pro betonáž sloupů, tvrzený papír napuštěný dehtovou hmotou vytváří válcové formy různých průměrů. Nutno provádět ochranné nátěry bednění!

46 ztracené bednění *w2) *w3) *w12)

47 druhy bednění nosníkov kové *w13) deskové rámové *w11)

48 druhy bednění překládané sloupové *w11)

49 3. Prefabrikované konstrukce - k-ce z předem p vyrobených celoplošných nebo tyčových dílcd lců spojených stykováním; - dlouhodobá snaha přenp enést výrobu mimo staveniště (první zmínka již 2500 let př.n.l.v p Egyptě kamenné stěny s dřevd evěnými čepy); - materiálov lové řešení: - keramika; - beton hutný i vylehčený; ený; - ocel; - kombinace materiálů,, např.. keramika+beton. - spoje vysoké nároky na provedení z hlediska: - statického (přenos tlakového, tahového, ho, smykového namáhání); - tepelně technického ho (zamezení vzniku tep. mostů); - akustického (zamezení vzniku akustických mostů).

50 obrázky stykování

51 obrázky ze staveb *w14) *w2)

52 Vrstvené konstrukce obvodových stěn - rozdělen lení funkce obvodových k-cí: k - nosná primárn rně materiály s vysokou únosností (kámen, beton, hutný cihlářský střep), - tepelně izolační přídavná vrstva, která vyrovnává nedostatky obvodových k-cí k (souč.. prostupu tepla U, nebo akustické požadavky, atp.); U vrstvených k-cík je hodnota součinitele prostupu tepla U dána d součtem všech v dílčích d prostupů tepla U jednotlivých vrstev skládan dané konstrukce. - dělení vrstvených k-cík dle umíst stění TI: - exteriérov rové výhoda akumulace vnitřních stěn, - interiérov rové rychlá temperace interiéru, ru, - teplotní namáhání nosné k-ce; Vliv kondenzace vodní páry v konstrukci => = nesprávn vná funkce tepelně izolačních vrstev k-cek a degradace materiálu nosné stěny => = snížen ení až ztráta ta únosnosti k-cek ce.

53 kontaktní obvodové pláš áště - izolant bezprostředn edně na nosné k-ci, - součást st nosné konstrukce (tvárnice), - dodatečné kotveno ke stěnám, - tepelně izolační omítky; zateplení ze strany interiéru ru - nechrání k-ci proti tepelným ziskům m v letním m období => teplotní namáhání nosné k-ce => teplotní roztažnost k-ce. Vrstvy kontaktního systému: - nosná k-cek ce, - lepící vrstva společně s mech. Kotvením hmoždinami zaručuje stabilitu Ti desek na nosné k-cik ci, - tepelně izolační vrstva desky na bázi EPS, minerálních a skelných vláken, přírodní materiály, - výztužná (armovací) vrstva sklotextilní tkanina s lepící stěrkou zajišťuje jednolitost finálního povrchu bez trhlin, - omítka plastické omítky teplotní změny kce!;

54 průběh h teplot na daném m systému *w15)

55 příklad řešení kontaktního systému *w16) *w15)

56 provětr trávané obvodové pláš áště - nosná k-ce, - kontaktní vrstva TI na nosné k-ci (vláknit knité izolace), - pojistná HI, difúzn zně otevřen ená fólie případně parozábrana brana, - větraná vzduchová mezera min. 40 mm (eliminuje tepelné zisky nosné stěny), - pohledová krycí vrstva na roštu či i závěsechz (desky, prefabrikáty, atp.); - chrání k-ci proti tepelným ziskům m v letním m období = vliv provětr trávané vzduchové dutiny. Způsoby uchycení TI a pohledového pláště nosné rošty - dřevěné, - kovové, - speciální závěsy a spony, - mech. kotvení TI a samonosný pohledový plášť.

57 vlastnosti systému

58 schémata provětr trávaného systému *w1) *w15)

59 druhy závěsůz Kovové rošty a kotvy Dřevěné rošty *w17)

60 varianty větraných v pláš ášťů *w1) *w15)

61 Úprava spár u pohledového zdiva - nevhodné provedení spár r lícovl cového zdiva => = zadržov ování vody a nečistot, zátok z do konstrukce => = degradace zdiva a snížen ení únosnosti.