VYSOKÉ UENÍ TECHNICKÉ V BRN DEVNÁ NOSNÁ KONSTRUKCE PATROVÉHO DOMU

Transkript

1 VYSOKÉ UENÍ TECHNICKÉ V BRN BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV KOVOVÝCH A DEVNÝCH KONSTRUKCÍ FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF METAL AND TIMBER STRUCTURES DEVNÁ NOSNÁ KONSTRUKCE PATROVÉHO DOMU LOAD-BEARING TIMBER STRUCTURE OF STOREY HOUSE BAKALÁSKÁ PRÁCE BACHELOR S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR KAROLINA JUNKOVÁ doc. Ing. BOHUMIL STRAKA, CSc. BRNO 2014

2 VYSOKÉ UENÍ TECHNICKÉ V BRN FAKULTA STAVEBNÍ! "#$%& ' ( &) *&)& ZADÁNÍ BAKALÁSKÉ PRÁCE!" Karolina Junková Devná nosná konstrukce patrového domu doc. Ing. Bohumil Straka, CSc. #!" #!" *,$$,-$,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, &,.,/ & % 01&, +&2,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,!,.,# 3&)' 01&,0/4 3* 5 ' +67

3 4&)&) ', 8 9 $,3*:&;<=0& 7;& > 0> $0? ) ',1@07)? 0$AA=07;>$B %)0,0$AAC -,3*:&;<=0& 7;& > 0> -0? ) ',1@07)? 0$AA=07;>-B %)0,0-",D?;?$AA=B$B$? )*&)& ", 0,0 0%,3*:&, 0/EB/E$ EB/E= =,? )0 *&) &)&0%)0,0.1D%4.70-A,E: & &) &&)0: )F: &0 &) :& $ >* :&):& :):) 0 :) 0 G 0&)0 &&)G, %& ):G'0*&$-0 : ',% & *, > :)' :&9 BH B7&)& B & ) :& B+ & ) :& :& BE '!"!,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,,, &,.,) 01&, +& :&

4 Abstrakt Pedmtem mé bakaláské práce je návrh a statické posouzení devné nosné konstrukce patrového obytného domu. Budova má ti podlaží - 1. nadzemní parto, 2. nadzemní patro a obytné podkroví. Pdorysné rozmry konstrukce jsou 14,7x11,1 m a výška 11 m. Rámová nosná konstrukce je tvoena stnovými panely, na které jsou uloženy stropnice. Stešní konstrukce je ešena soustavou vazník. Budova se nachází ve Slavkov u Brna, klimatická zatížení jsou ešena pro danou oblast. Klíová slova devná nosná konstrukce, patrový dm, soustava vazník, prvlak, stropnice, sloup Abstract The subject of my bachelor s thesis is design and static assessment of timber load-bearing structure of a storey house. The object has three floors - first floor, the second floor and attic. The dimensions of ground plans is 14,7 x11,1 meters and the house is 11 meters high. The frame load-bearing structure off wall is formed by wall panels where joist are stored. The truss is designed as a system of purlins. The building is located in Slavkov u Brna climatic loads are solved for this location. Keywords timber load-bearing structure, storey house, system of purlins, beams, joist, column

5 Bibliografická citace VŠKP JUNKOVÁ, Karolina. Devná nosná konstrukce patrového domu. Brno, s., 113 s. píl. Bakaláská práce. Vysoké uení technické v Brn, Fakulta stavební, Ústav kovových a devných konstrukcí. Vedoucí bakaláské práce doc. Ing. Bohumil Straka, CSc..

6 Prohlášení Prohlašuji, že jsem bakaláskou práci zpracoval(a) samostatn a že jsem uvedl(a) všechny použité informaní zdroje. V Brn dne podpis autora Karolina Junková

7 PROHLÁŠENÍ O SHOD LISTINNÉ A ELEKTRONICKÉ FORMY VŠKP Prohlášení Prohlašuji, že elektronická forma odevzdané bakaláské práce je shodná s odevzdanou listinnou formou. V Brn dne podpis autora Karolina Junková

8 Seznam použitých zdroj Technické normy a odborná literatura: [1] SN EN Navrhování devných konstrukcí [2] Devné konstrukce podle Eurokódu vyd. Zlín: KODR, 1998, 1 svazek v rzném stránkování. ISBN [3] Devné konstrukce podle eurokódu 5. Vyd. 1. Praha: Informaní centrum KAIT, 2004, 401 s. ISBN [4] SN EN Eurokód1: Zatížení konstrukcí - ást 1-1: Obecná zatížení - Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb. Praha: eský normalizaní institut, bezen s. [5] SN EN Eurokód1: Zatížení konstrukcí - ást 1-3: Obecná zatížení - snhem. Praha: eský normalizaní institut, erven s. [6] SN EN Eurokód1: Zatížení konstrukcí - ást 1-4: Obecná zatížení - vtrem. Praha: eský normalizaní institut, duben s. [7] KUKLÍK, Petr a Anna KUKLÍKOVÁ. Navrhování devných konstrukcí: píruka k SN EN vyd. Praha: Pro Ministerstvo pro místní rozvoj a eskou komoru autorizovaných inženýr a technikinných ve výstavb vydalo Informaní centrum KAIT, 2010, 140 s. ISBN [8] STRAKA, B., SÝKORA, K. Devné konstrukce. Studijní opora, Modul BO03 - M01 až BO03 - M05, Intranet fakulty stavební VUT v Brn. Internetové zdroje: [1] IJJ,&J,&,KL, [2] IJJ, &),&, KL, [3] III,?;@E+4/4>4,1H,KL, [4] KL, [5] KL,

9 Podkování Ráda bych podkovala panu doc. Ing. Bohumilu Strakovi, CSc. za jeho odborné rady,ochotu a trplivost pi vypracování mé bakaláské práce. Dále pak celému Ústavu kovových a devných konstrukcí. Dkuji též svým rodim za jejich podporu po celou dobu mého studia.

10 VYSOKÉ UENÍ TECHNICKÉ V BRN FAKULTA STAVEBNÍ POPISNÝ SOUBOR ZÁVRENÉ PRÁCE Vedoucí práce Autor práce doc. Ing. Bohumil Straka, CSc. Karolina Junková Škola Fakulta Ústav Studijní obor Studijní program Vysoké uení technické v Brn Stavební Ústav kovových a devných konstrukcí 3647R013 Konstrukce a dopravní stavby B3607 Stavební inženýrství Název práce Název práce v anglickém jazyce Typ práce Pidlovaný titul Jazyk práce Datový formát elektronické verze Anotace práce Devná nosná konstrukce patrového domu Load-bearing timber structure of a storey house Bakaláská práce Bc. eština pdf Pedmtem mé bakaláské práce je návrh a statické posouzení devné nosné konstrukce patrového obytného domu. Budova má ti podlaží - 1. nadzemní parto, 2. nadzemní patro a obytné podkroví. Pdorysné rozmry

11 konstrukce jsou 14,7x11,1 m a výška 11 m. Rámová nosná konstrukce je tvoena stnovými panely, na které jsou uloženy stropnice. Stešní konstrukce je ešena soustavou vazník. Budova se nachází ve Slavkov u Brna, klimatická zatížení jsou ešena pro danou oblast. Anotace práce v anglickém jazyce Klíová slova Klíová slova v anglickém jazyce The subject of my bachelor s thesis is design and static assessment of timber load-bearing structure of a storey house. The object has three floors - first floor, the second floor and attic. The dimensions of ground plans is 14,7 x11,1 meters and the house is 11 meters high. The frame loadbearing structure off wall is formed by wall panels where joist are stored. The truss is designed as a system of purlins. The building is located in Slavkov u Brna climatic loads are solved for this location. devná nosná konstrukce, patrový dm, soustava vazník, prvlak, stropnice, sloup timber load-bearing structure, storey house, system of purlins, beams, joist, column

12 VYSOKÉ UENÍ TECHNICKÉ V BRN FAKULTA STAVEBNÍ Ústav kovových a devných konstrukcí BAKALÁSKÁ PRÁCE 1 - TECHNICKÁ ZPRÁVA

13 OBSAH 1. Základní charakteristika konstrukce Geometrické a dispoziní uspoádání konstrukce Umístní konstrukce 2 2. Konstrukní ešení objektu Stešní konstrukce Stnová konstrukce Stropní konstrukce 4 3. Materiál 4 4. Montážní postup 5 5. Ochrana deva a oceli Ochrana deva Ochrana oceli 6 6. Softwarový výpoet 7

14 1. Základní charakteristika konstrukce 1.1. Geometrické a dispoziní uspoádání konstrukce Jedná se o bytový dm, který má pdorysný tvar obdélníku s rozmry 11,1 x 14,7 m. Výška konstrukce v nejvyšším bod je pibližn 11 m. Sedlová stecha je navržena se sklonem 42 a s úhlopín proti sob postavenými vikýi o délce 6,15 m se sklonem 25. Ty se uprosted stešní konstrukce potkávají. Dispoziní uspoádání vychází ze složité modulové sít. V dom se nachází 6 bytových jednotek, dv na každém pate. Ke každému bytu je pístup ze spoleného schodišt, které se nachází ve stedu pední ásti budovy Umístní konstrukce Konstrukce se nachází ve Slavkov u Brna v Jihomoravském kraji v nadmoské výšce 211 m n. m. Z tohoto parametru vyplývají údaje o klimatických zatíženích. Obec se nachází ve snhové oblasti I, charakteristická hodnota zatížení snhem je tedy s k =0,7 kn/m 2, a tvarový souinitel=0,6. Pro zatížení od vtru vycházíme z údaj pro vtrovou oblast II a typ terénu III, tzn., že základní rychlost vtru bereme v bo =25 m/s. 2. Konstrukní ešení objektu 2.1. Stešní konstrukce Stešní konstrukce je ešena soustavou tí rzných vazník ve sledu tak, aby vznikly dva proti sob úhlopín uložené vikýe. Ty zajiš ují pirozené prosvtlení prostoru pod stešní konstrukcí. Skladba stešní konstrukce je zobrazena na obr. 1. Konstrukce je navržena na kombinaci stálých a promnných zatížení ve smyslu platných norem SN EN a SN EN Píné vazby jsou rozmístny po 1,23 m v podélném smru, pouze u štítu jsou ve vzdálenosti 1,1 m. Vaznice profilu 160 x 180 z KVH hranol jsou podepeny hambálky a pipojeny ke krokvím profilu 80 x 200. Pozednice profilu 160 x 180 z KVH hranol jsou uloženy na stnové panely po obvodu stešní konstrukce. Prostorová tuhost a stabilita stešní konstrukce je zajištna nosnou vrstvou stešního plášt vytvoenou z desek OSB3 a ocelovými ztužidlovými pásy typu BOVA.

15 Obr. 1: Skladba stešní konstrukce Stešní pláš je pokryt keramickou pálenou taškou uloženou na la ování, pod la ováním bude umístna parozábrana a hydroizolaní folie. Tepelná izolace bude vložena mezi krokve a zespodu bude záklop z pohledových palubek. Spoje prvk stešní konstrukce budou provedeny kombinací tesaských a ocelových spoj. Pro pipojení hambálku na krokev je použit svorník prmru 16 mm, spoj je doplnn soustavu vrut o prmru 5 mm. Základní konstrukní detaily jsou uvedeny ve výkresové dokumentaci Stnová konstrukce Stnová konstrukce je ešena jako konstrukce z panel tvoených rámem a oboustranným opláštním. Osové vzdálenosti sloupk panel jsou 0,63 m, 1,10 m, 1,20 m 1,23 m. Sestavení opláštní panel je z desek OSB3 tlouš ky 12 mm v kombinaci s tepelnou izolací z minerální vaty se zvukovou a parotsnou zábranou. Konstrukce bude doplnna pedsazenými ocelovými profily s vloženou izolací z minerální vaty

16 a zaklopena sádrokartonovými deskami tlouš ky 15 mm. Pipojení opláštní k rámm je provedeno pomocí sponek ve vzdálenosti do 150 mm. Prostorová tuhost budovy je zajištna soustavou panel vnitních a vnjších stn psobících jako výztužné stny Stropní konstrukce Stropnice profilu 80 x 240 jsou uloženy na vnjších a vnitních nosných stnách. Konstrukní výška jednoho podlaží je 2,85 m. Prostorová tuhost konstrukce bude zajištna vrstvou OSB3 desek kladenou vystídan. OSB3 desky budou pipojeny ke stropnicím konvexními hebíky, respektive vruty. Skladba podlah bude tvoena deskami OSB tlouš ky 15 mm, akustickou a tepelnou izolací a podlahou z palubek. Pohled bude tvoit sádrokarton a do vzniklého prostoru lze ukládat elektro a jiné instalace. Vnitní píky budou lehké sádrokartonové, ale jejich skladba musí zajiš ovat dostatenou akustickou neprzvunost. Na obr. 2 je znázornna stnová a stropní konstrukce. Obr. 2: Skladba stnové a stropní konstrukce

17 3. Materiál Nosná konstrukce je vyrobena z rostlého deva a materiál na bázi deva. Pro vnec prezu 160 x 240 lze použít lepené lamelové devo GL24h (typ BSH). Prvky z rostlého deva tídy pevnosti C24 jsou uvažovány z profil typu KVH. Z materiálu na bázi deva a sádry jsou použity desky OSB3 a sádrokartonové desky. V konstrukci jsou použity základní ocelové spojovací prostedky, konvexní hebíky, svorníky a tvarové ocelové profily. 4. Montážní postup Konstrukce neklade žádné zvláštní požadavky na její realizaci, musí být dodrženy zásady provádní staveb. Výstavba bude probíhat po jednotlivých patrech, ped zapoetím výstavby navazujícího patra musí být zajištna prostorová tuhost pedchozího patra. Všechna podlaží konstrukce mají vlastní samostatné ztužení tvoené nosnou vrstvou stropní konstrukce. Po vybetonování základové desky se pomocí ocelových úhelník pipojí jednotlivé rámové panely, ty se ztuží OSB deskami a do jednotlivých panel se vloží minerální vata. Následuje usazení stropnic a poté se uloží a pipojí stropní desky typu OSB3. Desky musí být úinn pipojeny ke stropním nosníkm. Stnová konstrukce z rámových panel pod stešní konstrukcí se nejprve podéln ztuží, poté se usadí krokve na pozednice. Dál se konstrukce ztuží kleštinami a hambálkem, na který se pipojí i vaznice. Následn dojde k realizaci konstrukce viký. Na krokve se položí stešní pláš a probhnou dokonovací práce. Celá skladba konstrukce obytného patrového domu je znázornna na obr. 3. Pi výstavb se poítá s použitím obvyklé mechanizace.

18 Obr. 3: Skladba konstrukce patrového obytného domu 5. Ochrana deva a oceli 5.1. Ochrana deva Ochrana devných prvk proti hnilob, devokazným škdcm a houbám bude zajištna impregnaním nátrem. Je doporuena impregnace deva pípravkem Wolmanit CX - 10, ve kterém se nevyskytují soli chromu a tímto spluje všechny požadavky na ochranu životního prostedí a zárove je zdravotn nezávadný. Množství impregnaního pípravku bude ureno v realizaním dokumentu dle dodavatele konstrukce a doporuení výrobce Ochrana oceli Ocelové prvky musí splovat požadavky normy SN EN Ochrana spojovacích výrobk je garantována výrobcem a dodavatelem.

19 6. Softwarový výpoet Nosná konstrukce bytového patrového domu byla ešena na prostorovém výpotovém modelu. Pro výpoet vnitních sil a deformací byla použita studentská verze výpotového programu Scia Engineer U vybraných nosných prvk konstrukce byl proveden ovovací runí kontrolní výpoet.