VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ ADMINISTRATIVNÍ BUDOVA V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV BETONOVÝCH A ZDĚNÝCH KONSTRUKCÍ BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV BETONOVÝCH A ZDĚNÝCH KONSTRUKCÍ FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF CONCRETE AND MASONRY STRUCTURES ADMINISTRATIVNÍ BUDOVA V BRNĚ ADMINISTRATION BUILDING IN BRNO BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR JURAJ KURPEL Ing. ROSTISLAV JENEŠ BRNO 2013

2 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ Studijní program Typ studijního programu Studijní obor Pracoviště B3607 Stavební inženýrství Bakalářský studijní program s prezenční formou studia 3608R001 Pozemní stavby Ústav betonových a zděných konstrukcí ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE Student Juraj Kurpel Název Vedoucí bakalářské práce Datum zadání bakalářské práce Datum odevzdání bakalářské práce V Brně dne Administrativní budova v Brně Ing. Rostislav Jeneš prof. RNDr. Ing. Petr Štěpánek, CSc. Vedoucí ústavu prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc. Děkan Fakulty stavební VUT

3 Podklady a literatura Platné ČSN. Základní normy: ČSN EN 1990 včetně změny A1: Zásady navrhování konstrukcí. ČSN EN : Obecná zatížení-objemové tíhy, vlastní tíha... ČSN EN : Navrhování betonových konstrukcí. Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby. ČSN : Navrhování betonových konstrukcí pozemních staveb. ČSN EN : Navrhování zděných konstrukcí. Literatura doporučená vedoucím BP. Stavební podklady. Zásady pro vypracování Vypracování stavebního a konstrukčního návrhu části železobetonové monolitické stavby vícepodlažní administrativní budovy v Brně. Stropní konstrukci typického podlaží objektu navrhněte jako lokálně podepřenou desku. Výpočet vnitřních sil stropní desky ověřte některou ze zjednodušených výpočetních metod. Ostatní úpravy provádějte podle pokynů vedoucího bakalářské práce. Požadované výstupy: Textová část (obsahuje průvodní zprávu a ostatní náležitosti dle níže uvedených směrnic) Přílohy textové části: P1) Použité podklady P2) Podrobný statický výpočet některých konstrukčních prvků P3) Výkres tvaru P4) Výkresy výztuže počítaných prvků Prohlášení o shodě listinné a elektronické formy VŠKP (1x), Popisný soubor závěrečné práce (1x) Bakalářská práce bude odevzdána v listinné a elektronické formě dle směrnic a na CD (1x). Předepsané přílohy... Ing. Rostislav Jeneš Vedoucí bakalářské práce

4 Abstrakt Cílem této bakalářské práce je návrh monolitické železobetonové lokálně podepřené stropní konstrukce administrativního objektu na mezní stav únosnosti. Obsahem práce je statický výpočet desky, vypracování výkresové dokumentace, detaily. Výpočet vnitřních sil je realizován v programu SCIA Engineer a ověřen metodou součtových momentů. Řešená deska se nachází nad 1.NP. Součástí práce je i posudek vnitřního sloupu. Klíčová slova lokálně podepřená deska, SCIA Engineer, metoda součtových momentů, sloupový pruh, mezisloupový pruh, dimenzovaní výztuže v desce, protlačení, výkresová dokumentace, železobeton. Abstract The aim of this thesis is a design of a reinforced concrete Flat Plate Slab of an office building up to the limit state of it's ultimate limit state. The content of this work is a static calculation of the slab, and to work up a drawing documentation and details. Calculation of internal forces is implemented in SCIA Engineer and verified using the summation of moments method. The slab is located above the first floor. The work also includes review of the internal column. Keywords Flat Plate Slab, SCIA Engineer, summation of moments method, column strip, intercolumn strip, designing a panel's reinforcement, punching, drawing documentation, reinforced concrete.

5 Bibliografická citace VŠKP KURPEL, Juraj. Administrativní budova v Brně. Brno, s., 47 s. příl. Bakalářská práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav betonových a zděných konstrukcí. Vedoucí práce Ing. Rostislav Jeneš.

6 Prohlášení: Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci zpracoval samostatně a že jsem uvedl všechny použité informační zdroje. V Brně dne podpis autora Juraj Kurpel

7 Poděkování Rád bych touto cestou poděkoval vedoucímu mé bakalářské práce Ing. Rostislavovi Jenešovi za jeho čas a rady, které mi věnoval na konzultacích. Dále děkuji své rodině za podporu během celého studia

8 FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV BETONOVÝCH A ZDĚNÝCH KONSTRUKCÍ FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF CONCRETE AND MASONRY STRUCTURES TECHNICKÁ ZPRÁVA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR JURAJ KURPEL Ing. ROSTISLAV JENEŠ BRNO 2013

9 Obsah 1.Úvod Popis objektu Konstrukce stropu Materiály Zatížení Závěr Seznam použitých zdrojů Seznam použitých zkratek a symbolů Seznam příloh...6 2

10 1. Úvod Cílem bakalářské práce je řešení stropní nosné konstrukce administrativní budovy v Brně nadimenzování a posouzení na mezní stav únosnosti. Budova má 5 nadzemních podlaží a jedno podzemní podlaží. Svislé nosné konstrukce tvoří sloupy 500x500mm, 400x450mm, ztužující jádro s přilehlými stěnami a štítová stěna tloušťky 250mm. Stěny zajišťují tuhost objektu. Deska je lokálně podepřená tloušťky 220mm, půdorysně je částečně nepravidelná. Výstupem práce je statický posudek a výkresová dokumentace výztuže dimenzované na ohyb, řetězové zřícení a protlačení. 2. Popis objektu Jedná se o administrativní budovu v Brně s pěti nadzemními podlažími a jedním podzemním podlažím. Půdorysně je objekt mírně členitý zaoblený roh, skosené průčelí. Celkové půdorysné rozměry jsou 36,73x19,8m, výška objektu je 22,4m nad upravený terén. Základová spára je v hloubce 3,65m. V podzemním podlaží jsou navrženy garáže a technické zázemí budovy. Nadzemní podlaží jsou určeny k pronájmu. Přes všechny podlaží prochází dvě instalační šachty, kolem jedné z nich je zřízeno sociální zázemí budovy. Dále jsou při schodišti dvě šachty výtahové. Výplňové zdivo mezi sloupy je z tvárnic Ytong P2-400 (375x249x599) do výšky 1,05m, po nadpraží jsou osazena plastová okna. Vnitřní příčky jsou z tvárnic Ytong P2-500 (100x249x599 a 150x249x599). Vnitřní omítka je vápenná. Celý objekt je opatřen z vnější strany tepelnou izolaci z desek TEKTALAN C tloušťky 100mm. Nosná konstrukce objektu je tvořena monolitickým skeletem. Ztužení v obou směrech zajišťují monolitické stěny na štítě, kolem schodiště a výtahů. Vodorovná nosná konstrukce je řešená monolitická lokálně podepřená stropní deska podepíraná lokálně sloupy. 3. Konstrukce stropu Nosní stropní konstrukce je tvořena monolitickou stropní deskou z betonu C25/30 s výztuží z ocele B500B. Deska je lokálně podepíraná sloupy, místami stěnami. Posuzovaná stropní deska se nachází nad prvním nadzemním podlažím. Konstrukce byla posuzována na mezní stav únosnosti. Výztuž byla navrhována dle normy ČSN EN Pro výpočet je uvažována třída prostředí XC1, sněhová oblast II. Výztuž byla navržena ve dvou vzájemně kolmých směrech v sloupovém a mezisloupovém pruhu na maximální ohybové momenty při spodním a horním okraji. V místech tlačeného betonu je výztuž konstrukční. Uspořádání výztuže je znázorněno ve výkresové dokumentaci v příloze. 4. Materiály Beton: C25/30 charakteristická pevnost v tlaku f ck =25 MPa návrhová hodnota f cd =16,67 MPa charakteristická pevnost v tahu f ctm =2,6 MPa materiálový součinitel ɣ c =1,5 ɛ cu3 =3,5 Ocel: B500B charakteristická pevnost v tlaku a tahu f yk =500 MPa návrhová hodnota f yd =434,8 MPa materiálový součinitel ɣ s =1,15 ɛ yd =2,18 3

11 5. Zatížení Zatížení stále Vlastní tíha konstrukce je v zatěžovacím stavu (ZS) 1, zahrnuta je i tíha schodišťového ramene. ZS2 je tíha obvodového pláště. Výpočet zatížení je v příloze Statický výpočet. Zatížení nahodilé Po celé ploše je uvažováno nahodilé zatížení o hodnotě 5kN/m pro obchodní prostory z důvodu neznámého přesného využití objektu v budoucnosti. Objemová tíha příček na metr běžný je přepočítána na přídavné zatížení na kn/m 2. Různé ZS obsahují odlišné rozmístění nahodilého zatížení pro následné zkombinování. 6. Závěr Využití programu firmy Nemetschek - SCIA Engineer výrazně usnadňuje práci výpočtu. Vždy je však nutné dbát na ověření správnosti postupu v programu nějakou zjednodušenou metodou. V mém případe jsem ověřil správnost výpočtu metodou součtových momentů. Výztuž je dimenzována na hodnoty z programu. Normy 7. Seznam použitých zdrojů ČSN EN 1990 ( ) Eurokód: Zásady navrhování konstrukcí, Český normalizační institut, březen ČSN EN ( ) Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-1: Obecná zatížení - Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb, Český normalizační institut, březen ČSN EN (731201) Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí - Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby. ČSN (731201): Navrhování betonových konstrukcí pozemních staveb, Český normalizační institut, září Software Nemestchek Scia Engineer Nemetschek Allplan 2012 LibreOffice 4 8. Seznam použitých zkratek a symbolů Řecká písmena malá α součinitel ztužení β t součinitel kroucení γ parciální součinitel spolehlivosti η převodní součinitel θ uhel μ i tvarový součinitel závislý na sklonu střechy ρ stupeň vyztužení σ normálové napětí součinitel pro kombinační hodnotu proměnného zatížení ψ 0 4

12 ω ϕ dílčí součinitel zatížení průměr Latinská písmena velká A plocha C konstanta C e součinitel expozice závislý na typu krajiny C t tepelný součinitel E modul pružnosti F síla G stálé zatížení G modul pružnosti ve smyku H výška I moment setrvačnosti K tuhost L délka, rozpětí M ohybový moment N normálová síla Q proměnné zatížení V posouvající síla Latinská písmena malá b šířka prvku c krytí výztuže d účinná výška h výška prvku f pevnost materiálu g hodnota stálého zatížení k součinitel l délka, rozpětí q hodnota proměnného zatížení s hodnota zatížení sněhem v smykové napětí u délka Dolní indexy c beton d návrhová k charakteristická min minimální s ocel st třmínky sl podélná výztuž req požadovaná x směr X y směr Y R odpor 5

13 9. Seznam příloh Technická zpráva Statický výpočet Přílohy k statickému výpočtu Výkresová dokumentace 6