SVISLÉ NOSNÉ KONSTRUKCE

Transkript

1 KPG SVISLÉ NOSNÉ KONSTRUKCE Konstrukční rozdělení stěny (tlak (tah), ohyb v xz, smyk) sloupy a pilíře (tlak (tah), ohyb) Požadavky a principy konstrukčního řešení Ctislav Fiala A418a_ctislav.fiala@fsv.cvut.cz Fakulta stavební ČVUT v Praze SVISLÉ KONSTRUKCE Technologické a materiálové rozdělení Primární funkce svislých konstrukcí zděné konstrukce z kamene z keramických (cihelných) materiálů z tvárnic na bázi lehkého betonu vrstvené zděné konstrukce vyztužené a předepnuté zdivo monolitické a prefamonolitické konstrukce betonové železobetonové systémové bednění X ztracené bednění prefabrikované konstrukce betonové a železobetonové z keramických a jílových materiálů ocelové dřevěné plastové technologicky a materiálově kombinované konstrukce statická funkce (nosná a ztužující) sloupy, stěny i pilíře Další funkce jsou podstatné pouze u stěn: dělicí funkce: tepelně izolační funkce: tepelně technická kvalita obvodových nosných stěn tepelně technická kvalita vnitřních dělicích stěn (prostory s rozdílnou návrhovou teplotou) akumulační (měrná tepelná kapacita, časová konstanta zóny, aj.) akustická funkce: zajištění provozních, příp. architektonických funkcí objektu akustické vlastnosti dělicích konstrukcí protipožární funkce: požárně dělicí konstrukce SVISLÉ KONSTRUKCE SVISLÉ KONSTRUKCE 1

2 Statická funkce nosná funkce: přenos svislého zatížení plochou svislého prvku do základových konstrukcí napětí v prvku, napětí v základové spáře Dělicí a architektonická funkce σ x =F / A σ x napětí [MPa], [N/mm 2 ] F působící síla [N] A plocha průřezu [mm 2 ] zatížení: liniové bodové vzpěrný tlak! ztužující funkce: přenos vodorovného zatížení ohybovou a smykovou tuhostí svislých prvků SVISLÉ KONSTRUKCE FUNKCE A POŽADAVKY SVISLÉ KONSTRUKCE FUNKCE A POŽADAVKY Tepelně technická funkce, tepelně vlhkostní mikroklima ČSN Tepelná ochrana budov ČSN : Terminologie ČSN : Požadavky (revize 2011) ČSN : Návrhové hodnoty ČSN : Výpočtové metody Požadavky na konstrukce, ve kterých dochází k šíření tepla, vlhkosti a vzduchu: obvodové stěny: jsou součástí tepelně izolační obálky budovy, obvodové stěny (+ výplně otvorů) vč. jejich podzemních částí střecha podlaha na terénu vnitřní stěny: mezi prostory s rozdílnou návrhovou teplotou, vlhkostí nebo s rozdílným režimem vytápění či větrání Tepelně technická funkce, tepelně vlhkostní mikroklima ČSN Tepelná ochrana budov (revize 2011) část 2: Požadavky Šíření tepla konstrukcí Nejnižší vnitřní povrchová teplota konstrukce Součinitel prostupu tepla Šíření vlhkosti konstrukcí Zkondenzovaná vodní pára uvnitř konstrukce Roční bilance kondenzace a vypařování vodní páry uvnitř konstrukce Θ Θ N U U N G k G k,n G k G V Šíření vzduchu konstrukcí a budovou Průvzdušnost Výměna vzduchu v místnostech Zpětné získávání tepla z odpadního vzduchu při nuceném větrání nebo klimatizaci Tepelná stabilita místnosti Pokles výsledné teploty v místnosti v zimním období Tepelná stabilita místnosti v letním období Energetická náročnost budovy TEPELNĚ TECHNICKÁ FUNKCE TEPELNĚ VLHKOSTNÍ MIKROKLIMA TEPELNĚ TECHNICKÁ FUNKCE TEPELNĚ VLHKOSTNÍ MIKROKLIMA 2

3 Hodnoty součinitele prostupu tepla U N,20 pro budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou Θ = 20 C Stěnová konstrukce Požad. Doporuč. Dop. PD W/(m 2 K) W/(m 2 K) W/(m 2 K) lehká 0,20 0,18 stěna vnější 0,30 těžká 0,25 až 0,12 stěna vnitřní z vytápěného k nevytápěnému prostoru 0,60 0,40 0,3 až 0,2 z vytápěného k temperovanému prostoru 0,75 0,50 0,38 až 0,25 mezi sousedními budovami 1,05 0,70 0,50 mezi prostory s ΔΘ 10 C 1,30 0,90 mezi prostory s ΔΘ 5 C 2,70 1,80 Součinitel prostupu tepla U = 1 / ( R i + R + R e ) [Wm 2 K 1 ] součinitel prostupu tepla R i = 1 / 8 [m 2 KW 1 ] odpor při přestupu tepla na vnitřní straně konstrukce R = ( d i / λ i ) [m 2 KW 1 ] tepelný odpor konstrukce R e = 1 / 23 [m 2 KW 1 ] odpor při přestupu tepla na vnější straně konstrukce [Wm 1 K 1 ] součinitel tepelné vodivosti i té vrstvy λ i Akustická funkce význam plošné hmotnosti z hlediska vzduchové neprůzvučnosti konstrukce Stavební index vzduchové neprůzvučnosti (ČSN ): Chráněná místnost Hlučná (vysílací) místnost R w obytná místnost bytu ostatní místnosti téhož bytu 42 db obytné místnosti druhých bytů / domů 53 db / 57 db schodiště, chodby 52 db hlučné provozy db Protipožární funkce Minimální požadovaná požární odolnost stěn v minutách: Stupeň požár. bezpečnosti požárního úseku I II III IV V VI VII požární stěna v podzemním podlaží požární stěna v nadzemním podlaží požární stěna v posledním nadzemním podlaží SOUČINITEL PROSTUPU TEPLA AKUSTICKÁ A PROTIPOŽÁRNÍ FUNKCE Zděné konstrukce PRVEK PRO ZDĚNÍ + MALTA + VAZBA ZDIVA = ZDĚNÁ KONSTRUKCE TECHNOLOGICKÉ VARIANTY PRINCIPY KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ druhy malt vápenné malty, vápenocementové malty, cementové malty hliněná, lepidla, PUR pěna vazba zdiva 3

4 Vazby zdiva Vazby zdiva Vazby zdiva z tvárnic: využití tvárnic modulového a doplňkového formátu SVISLÉ KONSTRUKCE Z CIHELNÝCH MATERIÁLŮ SVISLÉ KONSTRUKCE Z CIHELNÝCH MATERIÁLŮ 4

5 Vyztužené zdivo příčné vyztužení tlačeného prvku příčné vyztužení tlačených prvků vrstvené vyztužené konstrukce (v ložných spárách) vyztužení železobetonovými sloupky v dutinách zdicích prvků vyztužení železobetonovými sloupky v dutinách zdících prvků Monolitické konstrukce bednění systémové bednění tvarová a konstrukční variabilita rychlost výstavby mokrý proces, klimatická omezení reologické změny betonu technologická náročnost ztracené bednění tvarová a konstrukční variabilita mokrý proces, klimatická omezení reologické změny betonu 5

6 Prefabrikované konstrukce princip stykování požadavky na styky rychlost výstavby eliminování reologických změn omezení mokrého procesu na stavbě tvarová a modulová omezení nutná technologická vyspělost dodavatele TECHNOLOGICKÉ VARIANTY PRINCIPY KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ 6

7 Dřevěné sloupy a stěny Tradiční roubené konstrukce stěn Těsnění z horizontálně podélných spojů: uložených trámů v nároží jílové vymazávky (historické konstrukce) spojených přeplátováním mechové vycpávky (historické konstrukce) těsnění tloušťka ovčím stěny rounem mm podezdívka min. 600 mm nad terén filcové vložky flexibilní (pružná pěna) pryžové vložky (butylové pásky) Roubené konstrukce stěn nosné stěny a dělicí konstrukce Roubené konstrukce stěn novodobá sendvičová konstrukce využití dřeva jako obnovitelného materiálu, recyklovatelnost specifický vzhled krátká doba realizace, okamžitá únosnost suchá montáž, možno provádět i v zimních podmínkách velká pracnost minimální tepelně izolační vlastnosti u jednovrstvé stěny velké deformace dřeva vlivem vysychání a změn vzdušné vlhkosti nerovnoměrné sesychání (exteriér X interiér) 7

8 Prefabrikované stěnové systémy z lepeného dřeva Prefabrikované stěnové systémy z lepeného dřeva Dřevěné sloupové konstrukce masivní skelet Hrázděné konstrukce dřevěný sloupový skelet s výplní zpravidla z cihel využití dřeva jako obnovitelného materiálu, recyklovatelnost suchá montáž, možno provádět i v zimních podmínkách pečlivé řešení detailů s ohledem na průvzdušnost a šíření vlhkosti konstrukcí nižší tepelná akumulace stavby náročnější spoje prvků 8

9 Sloupkové konstrukce stěn lehký skelet Prefa monolitické konstrukce stěn opláštěná kostrová konstrukce plášť: překližka, OSB desky, sádrokarton, cementotřískové desky rychlost výstavby redukce vyztužování na stavbě prefabrikovaná část tvoří ztracené bednění tvarová a modulová omezení nutná technologická vyspělost dodavatele nosné až po zmonolitnění Systém 2 x 4 (two by four) Stěny z gabionů TECHNOLOGICKÉ VARIANTY PRINCIPY KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ Ztužující věnce a kleštiny funkce k zachycení tahových sil od účinků: nerovnoměrného sedání různého zatížení a tím normálového stlačení k zajištění horizontální tuhosti budovy k zajištění stability svislých konstrukcí zední kleštiny TECHNOLOGICKÉ VARIANTY PRINCIPY KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ TECHNOLOGICKÉ VARIANTY PRINCIPY KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ 9

10 ztužující železobetonové věnce 10