3/2015 SANACE, REKONSTRUKCE A DIAGNOSTIKA

Transkript

1 3/2015 SANACE, REKONSTRUKCE A DIAGNOSTIKA

2 SPOLEČNOSTI A SVAZY PODPORUJÍCÍ ČASOPIS CO NAJDETE V TOMTO ČÍSLE SVAZ VÝROBCŮ CEMENTU ČR K Cementárně 1261, Praha 5 tel.: , fax: svcement@svcement.cz 66/ FUNKCIONALISTICKÁ TOVÁRNA VAN NELLEFABRIEK V ROTTERDAMU A JEJÍ PROMĚNA ČESKÝ MRAKODRAP MEZI ŽELEZOBETONEM A OCELÍ /58 26/ 45/ ANALÝZA, DIAGNOSTIKA A SANÁCIA TRHLÍN V STENÁCH BETÓNOVÝCH NÁDRŽÍ NOVÝ ŽIVOT TOVÁRNÍCH KOMÍNŮ S VODOJEMY SVAZ VÝROBCŮ BETONU ČR Na Zámecké 9, Praha 4 tel.: svb@svb.cz SDRUŽENÍ PRO SANACE BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ Sirotkova 54a, Brno tel.: , fax: mobil: ssbk@ssbk.cz / VADY A PORUCHY OPRAV BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ Z POHLEDU OBJEDNATELE A MAJETKOVÉHO SPRÁVCE SILO TOWER REKONSTRUKCE A NÁSTAVBA SILA /41 ČESKÁ BETONÁŘSKÁ SPOLEČNOST ČSSI Samcova 1, Praha 1 tel.: fax: cbsbeton@cbsbeton.eu

3 OBSAH CONTENT ROČNÍK: patnáctý ČÍSLO: 3/2015 (vyšlo dne ) VYCHÁZÍ DVOUMĚSÍČNĚ VYDÁVÁ BETON TKS, S. R. O., PRO: Svaz výrobců cementu ČR Svaz výrobců betonu ČR Českou betonářskou společnost ČSSI Sdružení pro sanace betonových konstrukcí ÚVODNÍK DVĚ VÝZNAMNÁ LETOŠNÍ VÝROČÍ Leonard Hobst / 2 TÉMA VÝVOJ NEDESTRUKTIVNÍCH METOD PRO ZKOUŠENÍ BETONU OD ROKU 1990 Petr Cikrle, Ondřej Anton / 3 KRÁTKÉ OHLÉDNUTÍ ZA VÝVOJEM RADIAČNÍCH METOD VE STAVEBNICTVÍ ZA POSLEDNÍCH 25 LET Leonard Hobst / 8 PORUCHY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ VADY A PORUCHY OPRAV BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ Z POHLEDU OBJEDNATELE A MAJETKOVÉHO SPRÁVCE Jan Hromádko / 11 SANACE A REKONSTRUKCE DIAGNOSTIKA STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ V PRAXI Jiří Litoš / 21 ANALÝZA, DIAGNOSTIKA A SANÁCIA TRHLÍN V STENÁCH BETÓNOVÝCH NÁDRŽÍ Juraj Bilčík, Jiří Dohnálek / 26 NORMY JAKOST CERTIFIKACE EN 1504 VÝROBKY A SYSTÉMY PRO OCHRANU A OPRAVY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ ZÁSADY A METODY SANACE Petr Tůma / 32 VÝPOČET ŠÍŘKY TRHLIN 3. ČÁST Jiří Šmejkal, Jaroslav Procházka / 36 STAVEBNÍ KONSTRUKCE SILO TOWER REKONSTRUKCE A NÁSTAVBA SILA Blanka Zlamalová / 41 NOVÝ ŽIVOT TOVÁRNÍCH KOMÍNŮ S VODOJEMY Jana Hořická, Jan Pustějovský / 45 VĚDA A VÝZKUM METÓDA ÚROVNÍ PRIBLÍŽENIA V MC2010: POUŽITIE PRE ŠMYK PRI PRETLAČENÍ Aurelio Muttoni, Miguel Fernández Ruiz / 48 HISTORIE ČESKÝ MRAKODRAP MEZI ŽELEZOBETONEM A OCELÍ Petr Vorlík / 58 FUNKCIONALISTICKÁ TOVÁRNA VAN NELLEFABRIEK V ROTTERDAMU A JEJÍ PROMĚNA Jitka Prokopičová / 66 AKTUALITY ING. VLADIMÍR VESELÝ OSLAVIL VÝZNAMNÉ ŽIVOTNÍ JUBILEUM / 20 ZVÝHODNĚNÉ PŘEDPLATNÉ PRO STUDENTY, STAVEBNÍ INŽENÝRY DO 30 LET A SENIORY NAD 70 LET / 33 JUBILEJNÍ XXV. MEZINÁRODNÍ SYMPOZIUM SANACE 2015 A II. MEZINÁRODNÍ KONFERENCE POPÍLKY VE STAVEBNICTVÍ 2015 / 35 REŠERŠE / 40 INŽENÝŘI Z CACE BODOVALI V EVROPSKÉ SOUTĚŽI EFCA YOUNG PROFESSIONALS 2015 / 44 VZPOMÍNKA NA ING. VLADIMÍRA TVRZNÍKA, CSC. / 56 MEZILABORATORNÍ POROVNÁVACÍ ZKOUŠKY ČERSTVÉHO BETONU / 70 SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA / 72 FIREMNÍ PREZENTACE Betosan / 25 Dlubal Software / 31 Fibre Concrete 2015 / 39 Redrock / 55 CCC 2015 / 3. strana obálky ČBS ČSSI / 3. strana obálky CZ SVB / 4. strana obálky VYDAVATELSTVÍ ŘÍDÍ: Ing. Michal Števula, Ph.D. ŠÉFREDAKTORKA: Ing. Lucie Šimečková REDAKČNÍ RADA: prof. Ing. Vladimír Benko, PhD., prof. Ing. Juraj Bilčík, PhD., doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc., Ing. Jan Gemrich, prof. Ing. Petr Hájek, CSc. (předseda), prof. Ing. Leonard Hobst, CSc. (místopředseda), Ing. Jan Hrozek, Ing. Jan Hutečka, Ing. arch. Jitka Jadrníčková, Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., Ing. Milan Kalný, prof. Ing. Alena Kohoutková, CSc., FEng., doc. Ing. Jiří Kolísko, Ph.D., doc. Ing. arch. Patrik Kotas, Ing. Milada Mazurová, doc. Ing. Martin Moravčík, PhD., Ing. Stanislava Rollová, Ing. arch. Jiří Šrámek, Ing. Vlastimil Šrůma, CSc., MBA, Ing. Jiří Šrutka, prof. Ing. RNDr. Petr Štěpánek, CSc., Ing. Michal Števula, Ph.D., Ing. Vladimír Veselý, prof. Ing. Jan L. Vítek, CSc., FEng. GRAFICKÝ NÁVRH: 3P, spol. s r. o. Staropramenná 21, Praha 5 SAZBA: 3P, spol. s r. o. Staropramenná 21, Praha 5 IILUSTRACE NA TÉTO STRANĚ: Mgr. A. Marcel Turic TISK: Libertas, a. s. Drtinova 10, Praha 5 VYDAVATELSTVÍ A REDAKCE: Beton TKS, s. r. o. Na Zámecké 9, Praha 4 Redakce a inzerce: redakce@betontks.cz Předplatné (i starší výtisky): predplatne@betontks.cz ROČNÍ PŘEDPLATNÉ: základní: 720 Kč bez DPH, 828 Kč s DPH snížené pro studenty a seniory nad 70 let: 270,- Kč bez DPH, 311 Kč s DPH pro slovenské předplatitele: 28 EUR bez DPH, 32,20 EUR s DPH (všechny ceny jsou včetně balného a distribuce) Vydávání povoleno Ministerstvem kultury ČR pod číslem MK ČR E ISSN Podávání novinových zásilek povoleno Českou poštou, s. p., OZ Střední Čechy, Praha 1, čj. 704/2000 ze dne Za původnost příspěvků odpovídají autoři. Označené příspěvky byly lektorovány. FOTOGRAFIE NA TITULNÍ STRANĚ: Silo Tower v Olomouci, foto: archiv Studio Zlamal 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 1

4 ÚVODNÍK EDITORIAL DVĚ VÝZNAMNÁ LETOŠNÍ VÝROČÍ V letošním roce oslavuje časopis Beton TKS patnáct let svého působení na naši odbornou veřejnost. U lidského jedince je 15. výročí významné, protože se stává občanem dostává občanský průkaz a vztahují se na něj mnohá práva, která dříve neměl (např. podnikat a za určitých podmínek i ženit se). Jak to vypadá u časopisu? Vzhledem k tomu, že jsem byl od prvopočátku u jeho zrodu (navazoval i na časopis Sanace, jehož jsem byl šéfredaktorem), mohu odpovědně prohlásit, že časopis předčasně dospěl, a dá se říci, že se vyvaroval i dětských nemocí, které jsou u nově vzniklých periodik logicky průvodním jevem. Pamatuji si ještě na dlouhotrvající diskuze redakční rady, kolik sloupců textu má být na jedné stránce (v prvním ročníku byly dva a široký vnější okraj, nyní jsou převážně tři) a jakou barvu mají mít okraje. Do roku 2009 měl totiž každý ročník svoji charakteristickou barvu. Pokud se zamýšlíme nad tím, co způsobilo tento úspěšný nástup nového časopisu v již tak přeplněném trhu tiskovin, tak bych asi musel na první místo dát kolektiv, který stál u zrodu časopisu. Ten byl z velké části tvořen již zkušenými odborníky, a to odborníky jak po stránce profesní, tak manažerské. Jmenovat a zdůraznit zde někoho by znamenalo zapomenout na jiného, jehož význam je nutné též ocenit. Z celého kolektivu se proto zmíním jen o paní šéfredaktorce Ing. Janě Margoldové, CSc., která byla dobrou, ale i přísnou duší tohoto malého kolektivu tvůrčích lidí redakční rady časopisu. Jmenuji ji, protože jsem se teprve před měsícem dozvěděl, že ze svého místa šéfredaktory odchází. Neopouští však potápějící se loď, ale dobře fungující stroj, který svým přičiněním přivedla k dokonalosti. Pokud tuto pomyslnou štafetu předává své nástupkyni paní Ing. Lucii Šimečkové, věřím, že časopis bude i nadále v dobrých rukou, a nezbývá mi, nežli jménem svým i svých kolegů z redakční rady vzdát Ing. Janě Margoldové, CSc., hold a popřát jí mnoho úspěchů v jejím dalším odborném a soukromém životě. Pokud bychom se zaměřili na výročí s číslicí 5 na konci, je nutno si připomenout i 25. ročník sympozia Sanace 2015, které organizuje Sdružení pro sanace betonových konstrukcí a které se uskutečnilo již tradičně v květnu 2015 v Brně. Na rozdíl od předchozích sympozií, která se konala v rámci areálu Brněnského výstaviště, konalo se toto v historických budovách, postavených v roce 1911 pro C.K. Českou vysokou školu technickou Františka Josefa v Brně. I když stáří budov je více než 100 let, nedávná citlivá rekonstrukce činí tyto budovy, nyní využívané Fakultou stavební, stále moderními. Organizátoři sympozia totiž vzali v úvahu přání některých účastníků, bývalých studentů Fakulty stavební, navštívit nové prostory fakulty a v rámci tohoto jubilejního ročníku zorganizovali odbornou exkurzi do moderních výukových prostor a laboratoří fakulty. Účastnící sympozia se mohli seznámit se současným, ale i budoucím vývojem této, v naší zemi největší, Fakulty stavební. K zajímavým akcím v rámci slavnostního večera jistě patřila i návštěva výzkumného centra AdMaS. Stěžejním bodem sympozia však byly odborné přednášky, které ve stručnosti hodnotily pětadvacetiletý vývoj v oblasti sanace betonových konstrukcí. Musíme si totiž uvědomit, že před 25 lety ještě nebyl internet, nebyl a diluviální PC sice umožňovaly psát omezeně texty a hrát piškvorky, ale se současnými PC měly jen málo společného. Obdobné to bylo i u ostatních přístrojů, které využívaly elektronické součástky. Tento pokrok se zvláště projevil u přístrojů pro diagnostiku stavebních konstrukcí a PC pro projektování staveb. Pozornost si zasloužil článek doc. Ing. Ladislava Klusáčka, CSc., který ve svém příspěvku shrnul pokroky v tomto dlouhém období ze svého hlediska hlediska zkušeného projektanta. Na sympoziu se objevilo mnoho zajímavých příspěvků a každý z účastníků si mohl odnést (a jistě odnesl) mnoho nových námětů pro svůj další profesionální život. I přátelská setkání, která se navazují a uskutečňují v rámci konání sympozia, patří k velkým pozitivům těchto odborných konferencí. Jak úspěšné vydávání časopisu Beton TKS, tak hojná účast na sympoziu Sanace 2015 svědčí o tom, že naše odborná veřejnost se dobře připravuje na předpokládaný rychlý rozvoj investiční činnosti v oblasti stavebnictví. prof. Ing. Leonard Hobst, CSc. President SSBK 5/2013 B E T O N O V É K O N S T R U K C E 2 1. S T O L E T Í betony s přidanou hodnotou 4/2009 PREFABRIKACE PŘÍLOHA 20 LET ČBS M OSTY 2 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

5 TÉMA TOPIC VÝVOJ NEDESTRUKTIVNÍCH METOD PRO ZKOUŠENÍ BETONU OD ROKU 1990 DEVELOPMENT OF NONDESTRUCTIVE METHODS FOR TESTING OF CONCRETE SINCE 1990 Petr Cikrle, Ondřej Anton V oblasti nedestruktivních metod zkoušení betonových konstrukcí došlo za posledních 25 let k řadě změn. Týkají se jednak přístrojové techniky tvrdoměrů, ultrazvukových přístrojů, rezonančních aparatur, elektromagnetických indikátorů výztuže, ale i nových metod, např. radarové. Současně došlo i ke změnám v normalizaci, které však zatím nejsou dotažené do konce. V první části článku je popsán vývoj norem pro diagnostiku železobetonových konstrukcí stav v roce 1990, nové předpisy po roce 2000 a harmonizace původních norem s evropskými. Druhá část je věnována vývoji metod pro zkoušení betonu a pro lokalizaci výztuže. A number of changes has occurred in the field of non-destructive testing methods of concrete structures in the last 25 years. Some of them relate to the instrumentation hardness testers, ultrasonic devices, resonance apparatus, electromagnetic indicators of reinforcement, but some are also new methods, e.g. radar. Concurrently there have also been changes in standardization; however they have not been followed through on. In the first part the article describes development of standards for reinforced concrete structures state in 1990, new regulations after 2000 and harmonization of the original standards with European standards. The second part is devoted to development of methods for testing of concrete and for localization of reinforcement. Nedestruktivní zkušební metody jsou nedílnou a významnou součástí diagnostiky a zkoušení vlastností betonu před plánovanou sanací. Na rozdíl od metod destruktivních nepoškozují zkoumané prvky, dílce a konstrukce, jsou výrazně levnější a umožňují vyzkoušet velký počet míst na konstrukci, a to i opakovaně v různých časových úsecích. Tyto metody bývají v novějších předpisech označovány jako nepřímé, protože námi požadovanou vlastnost určujeme nepřímo, na základě kalibračních vztahů. Pro zkoušení betonu lze využít pouze takové nepřímé metody, u nichž existuje statisticky významná závislost mezi ukazatelem nedestruktivní zkoušky a požadovanou vlastností (např. mezi tvrdostí betonu a pevností v tlaku, anebo mezi rychlostí šíření impulzů ultrazvukového vlnění a modulem pružnosti betonu). Za posledních 25 let došlo k překotnému vývoji stavebních materiálů a technologií, což vedlo k nutnosti inovovat stávající zkušební postupy (normy), metody i přístrojové vybavení. Díky určité prodlevě ve vývoji metod došlo dokonce k jejich odsunutí na druhou kolej za zkoušky destruktivní v naší zemi ještě výrazněji než v okolních státech. Základem diagnostických průzkumů se tak stalo vrtání a sekání. Cílem příspěvku je ukázat vývoj nedestruktivních metod a přístrojů, zejména však novinky v oboru, které rozhodně stojí za to používat. VÝVOJ NOREM PRO DIAGNOSTIKU ŽELEZOBETONOVÝCH KONSTRUKCÍ Původní normy pro zkoušení betonu v konstrukci V roce 1990 byly k dispozici následující normy pro zkoušení betonu v konstrukcích: ČSN :1986 Navrhování a posuzování stavebních konstrukcí při přestavbách (zrušena k a nahrazena normou ČSN ISO 13822) ČSN :1986 Nedeštruktívne skúšanie betónových konštrukcií (obsahuje podrobný postup pro zkoušení i vyhodnocení zkoušek betonu a železobetonu) ČSN až 76:1981 Zkušební normy pro jednotlivé metody ultrazvukovou, rezonanční, různé tvrdoměry, kombinované metody, radiometrii a radiografii ČSN :1987 Stanovení pevnosti betonu v tlaku (pro zkoušení vývrtů nebyla samostatná norma) ČSN :1989 Provádění a kontrola betonových konstrukcí Tyto původní normy pro zkoušení betonu v konstrukcích lze charakterizovat jako poměrně podrobné návody pro plánování, provádění a vyhodnocování zkoušek, které byly vzájemně sladěny tak, aby mezi nimi nebyl rozpor. Důraz v nich byl kladen na velký počet nedestruktivních zkoušek, které byly upřesňovány malým množstvím destruktivních tzv. doplňkových zkoušek. Nejpoužívanější metodou pro zkoušení betonu byly tvrdoměry, pro hledání výztuže byla kromě elektromagnetických indikátorů často využívána i radiografie. Nové předpisy po roce 2000 Po roce 2000 došlo k zavádění nových zkušebních předpisů pro zkoušení betonu v konstrukcích. Jejich přehled je uveden v pořadí, v jakém byly přijímány: ČSN EN :2001 Zkoušení betonu v konstrukcích Část 1: Vývrty Odběr, vyšetření a zkoušení v tlaku (původní vydání bylo v roce 2009 změněno) ČSN EN :2002 Zkoušení betonu v konstrukcích Část 2: Nedestruktivní zkoušení Stanovení tvrdosti odrazovým tvrdoměrem (nově vydána v roce 2013) ČSN EN 206-1:2004 Beton, Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda (zrušena a nově vydána jako ČSN EN 206 v roce 2014) ČSN EN :2005 Zkoušení betonu v konstrukcích Část 3: Stanovení síly na vytržení ČSN EN :2005 Zkoušení betonu Část 4: Stanovení rychlosti šíření ultrazvukového impulsu ČSN ISO 13822:2005 Zásady navrhování konstrukcí Hodnocení existujících konstrukcí (norma obsahuje postupy pro hodnocení existující konstrukce, včetně informací o dříve používaných materiálech (beton, výztuž) ve formě příloh, v jejím novém vydání z roku 2014 jsou doplňující informace vyčleněny do samostatné normy ČSN ) ČSN EN 13791:2007 Posuzování pevnosti betonu v tlaku v konstrukcích a v prefabrikovaných dílcích (stěžejní norma zejména pro nově budované konstrukce) ČSN EN , změna Z1:2012 Zkoušení ztvrdlého betonu Část 3: Pevnost v tlaku zkušebních těles, obsahující zásady pro přepočty pevnosti v tlaku stanovené na nestandartních tělesech (přesun ze zrušené ČSN ). Přijetí některých nových předpisů provázely rozpaky. Nejdříve od roku 2001 vycházely normy pro jednotlivé zkušební metody (ČSN EN 12504), z jejichž obsahu vyplynulo zásadní snížení významu nedestruktivních zkoušek. Teprve jim nadřazená norma ČSN EN z roku 2007 některá ustanovení zmírnila a uvádí možnost získat pevnost betonu pomocí nepřímých (nedestruktivních) metod, za referenční je však považována metoda jádrových vývrtů. ČSN EN evi- 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 3

6 TÉMA TOPIC dentně vychází z normy ČSN EN pro nově betonované konstrukce, avšak lze podle ní posuzovat i konstrukce stávající (staré), což však vede k nadhodnocování pevností betonu na základě zkoušek jádrových vývrtů (na stranu nebezpečnou). Pro starší konstrukce je vhodné používat výpočty podle ČSN ISO V případě nedestruktivních metod (tvrdoměrné, ultrazvukové) naopak norma ČSN EN výsledky pevnosti v tlaku znatelně ponižuje. Důvodem je požadavek na 90% bezpečnost kalibračních vztahů pro nepřímé metody. Kalibrační křivka není průměrná, ale záměrně posazená dolů tak, aby 90 % výsledků požadované vlastnosti leželo nad touto křivkou a pouze 10 % pod ní. Proti jádrovým vývrtům tak u tvrdoměrných nebo ultrazvukových zkoušek vychází pevnost betonu minimálně o jednu, ale častěji o dvě pevnostní třídy nižší, což je hlavním důvodem skutečnosti, že pro vyhodnocování nedestruktivních zkoušek se u nás doposud používají původní normy místo evropských. Harmonizace původních norem s evropskými V současné době, po rozsáhlé diskuzi o jejich zrušení, byla většina z původních českých norem přepracována tak, aby nebyly v rozporu s novými normami (tzv. harmonizovány). Znamená to, že společná ustanovení obou systémů norem nejsou v rozporu a české normy řeší navíc problematiku, která není v evropských normách obsažena. Ve skutečnosti upravené české normy stále obsahují části, jejichž harmonizace s evropskými normami je diskutabilní, navíc obsahují i některé chyby a nepřesnosti. Z hlediska zkušebnictví a diagnostiky však největším problémem je, že do nich byly překopírovány kalibrační vztahy z osmdesátých či spíše šedesátých let 20. století, kdy byl beton vyráběn odlišnou technologií. U moderních betonů je vztah mezi tvrdostí a pevností nebo rychlostí šíření ultrazvuku a modulem pružnosti dosti odlišný. Tyto normy navíc nereflektují nové metody a přístroje, jako je radar pro vyhledávání výztuže, nové elektromagnetické indikátory a jejich možnosti pro odhad průměru výztuže, elektronické tvrdoměry SilverSchmidt (včetně nástavců pro zjišťování odbedňovacích pevností), odrazovou ultrazvukovou metodu či novou impulzovou rezonanční metodu. Tedy v podstatě všechny progresivní novinky v oboru nedestruktivního zkoušení betonu a výztuže. Tvrdoměry na beton Tvrdoměrné metody patřily a stále ještě patří k nejpoužívanějším nedestruktivním metodám ve stavebnictví. Jejich oblíbenost spočívala v poměrně jednoduchém postupu, podle něhož bylo možné na základě zjištěného ukazatele tvrdosti stanovit hodnotu krychelné pevnosti betonu v tlaku. Vzhledem k naprostému nedostatku kvalitního zařízení pro odběr jádrových vývrtů byly nedestruktivní metody dokonce preferovány i v normách a na překážku nebyla ani nižší přesnost těchto metod proti normovým destruktivním zkouškám. Po upřesnění pevností v tlaku získaných tvrdoměrným měřením nebo při použití určujícího kalibračního vztahu bylo na výsledky zkoušek nahlíženo stejně, jako by byly získány na zkušebních krychlích. Podle starší verze ČSN mohly být do roku 2011 požívány tyto typy přístrojů: tvrdoměry Schmidt (odrazové) typů N, L, M měřenou veličinou je odraz (odskok) neboli délka vratné dráhy úderného zařízení beranu, špičákový tvrdoměr (vnikací) pružinový nebo elektromagnetický tvrdoměr s kaleným kuželovitým hrotem, vhodný pro betony s nižší pevností, kuličkový tvrdoměr HPS, Waitzmannův tvrdoměr (upravený z kladívka Poldi). Poslední dva typy již nejsou v novém vydání ČSN uvedeny, ovšem ani špičákový tvrdoměr a odrazový tvrdoměr Schmidt M se dnes v praxi nepoužívá. V současnosti se tvrdoměrné měření betonu provádí výhradně odrazovými tvrdoměry Schmidt typu N nebo L. Kromě toho byla metoda obohacena o nová elektronická kladívka SilverSchmidt. Tvrdoměrné zkušební kladívko SilverSchmidt N je modernější variantou kladívka originál Schmidt N. Odečítání se zobrazuje na displeji a může být automaticky převedeno na pevnost v tlaku. Na rozdíl od hodnoty odskoku R (originál Schmidt) měří novou hodnotu Q, představující koeficient odrazu: energie obnovená Q = 100 (1) energie výstupní Kladívko SilverSchmidt měří pomocí optických čidel rychlost úderu a zpětného rázu okamžitě před úderem a po něm, přičemž vypočítá množství energie, k jejímuž obnovení může dojít. Znamená to, že hodnota Q je proti hodnotě odskoku R méně závislá na tření na vodící tyči, gravitaci a na relativní rychlosti mezi kladívkem a vzorkem (např. při uchycení). Hodnota Q umožňuje rozšíření převodního rozsahu, a to na obou koncích stupnice. Tím je možné zkoušet i moderní betonové směsi. Rozsah pevností udává výrobce od 10 do 100 MPa. Jednou z novinek, která stojí za zmínku, je přístroj Silver- 1 METODY PRO ZKOUŠENÍ BETONU 2 4 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

7 TÉMA TOPIC Obr. 1 SilverSchmidt L s hřibovitým nástavcem pro zkoušení pevnosti v tlaku betonu již od 5 MPa Fig. 1 SilverSchmidt L with mushroom plunger for testing of concrete compressive strength from 5 MPa Obr. 2 Příklad kalibrační křivky pro stanovení pevnosti betonu v tlaku z hodnoty Q zjištěné tvrdoměrem SilverSchmidt L s hřibovitým nástavcem Fig. 2 Example of the calibration curve for determining compressive strength by using Q-values determined by SilverSchmidt L with mushroom plunger Obr. 3 Nový ultrazvukový přístroj Pundit PE-200PE s osciloskopem, automatickým odečítáním doby průchodu UZ vlnění s možností připojení odrazové sondy Fig. 3 New ultrasonic measuring instrument Pundit PE-200PE with an oscilloscope, automatic evaluation of transit time and possibility of using the pulse echo transducer Schmidt L s hřibovitým nástavcem (Mushroom Plunger) (obr. 1), s jehož pomocí je možné zkoušet při odbedňování betony s pevností v tlaku již od 5 MPa. K přístroji výrobce (Proceq) dodává směrnou kalibrační křivku, ovšem přesnější bude vždy vlastní kalibrační vztah, tzv. určující, vytvořený pro beton konkrétního druhu a složení. Příklad kalibračního vztahu pro stanovení odbedňovací pevnosti betonu určitého složení s různým množstvím cementu CEM I 42,5 R, kamenivem Bratčice 0-4 a Olbramovice 4-8 a 8-16 a superplastifikátorem Sika ViscoCrete 4035 je uveden na obr. 2. Ultrazvuková impulzová metoda Ultrazvuková impulzová metoda stabilně patří mezi základní metody pro zkoušení betonu nejen v laboratoři, ale i přímo na konstrukci. Umožňuje čistě nedestruktivním způsobem stanovit rovnoměrnost betonu konstrukce, dynamický modul pružnosti, porušení vnitřní struktury a s určitým omezením i pevnost betonu v tlaku, jak bylo podrobně popsáno v [2]. Ačkoliv je zakotvena v několika českých i evropských normách pro zkoušení betonu (i dalších materiálů), není v našem stavebnictví příliš využívána. Na počátku 90. let byla ve stavebnictví využívána téměř výhradně impulzová průchodová metoda, založená na měření rychlosti šíření vlnění o frekvenci 20 až 250 khz (výjimečně 500 khz) materiálem. K tomu byly využívány starší ruské a východoněmecké elektronkové přístroje s osciloskopem, např. od firmy Krompholz. Jednalo se o zastaralé a velmi těžké přístroje, jejichž použití in situ bylo komplikované. Kromě toho byly na trhu jednodušší přístroje digitální, např. starší Unipan, Pundit či tehdy nové Tico ze Švýcarska. Nevýhodou těchto přístrojů byla nemožnost kontroly měření na osciloskopu. Uvedené přístroje postupně zastarávaly a ultrazvuková metoda byla odsouvána do pozadí. Teprve v poslední době opět dochází k oživení této tradiční metody i u nás. Nový Pundit PL-200PE přináší spojení výhod jednoduchých digitálních přístrojů s osciloskopem, který je nyní elektronický. Přístroj je přitom lehký (pro zavěšení na krk) a s vysokokapacitní baterií umožňuje celodenní měření v terénu. Kromě tradiční dvojice sond pro průchodovou metodu je možné připojit integrovanou odrazovou sondu s devíti budiči a devíti snímači (obr. 3). Integrovaná sonda umožňuje změření rychlosti příčných vln, kalibraci a následné přesné stanovení tloušťky stěny až do hloubky 1 m. Pokud je ve stěně defekt (dutina, trhlina) o velikosti minimálně 30 mm, pak ji přístroj rovněž zaznamená. 3 Rezonanční metoda Každý předmět z tuhého materiálu se po mechanickém impulsu rozkmitá. K vyhodnocení dynamických materiálových charakteristik pravidelných těles používáme vlastní kmitočty podélného, kroutivého a příčného kmitání. Základní rezonanční frekvence se určují pomocí dvou metod závislých na kmitání zkušebního tělesa, které jsou založeny na: nepřerušovaném (spojitém) kmitání, přerušovaném (impulsním) kmitání. První způsob byl využíván ve starších přístrojích, které vysílaly do materiálu zkušebního tělesa spojité mechanické kmitání, obvykle od 30 Hz do 20 khz. Přístroje byly složité na ovládání. Podstatně odlišný je novější impulsní způsob stanovení vlastních frekvencí. Namísto složité aparatury s osciloskopem je nyní použito mnohem jednodušší zařízení, které má tři základní části: Fourierův analyzátor (v podstatě software v libovolném počítači), impulsní kladívko, snímač zrychlení. Výhody a možnosti nové impulzové rezonanční metody zejména pro sledování poruch vnitřní struktury betonu byly publikovány v [3]. METODY PRO LOKALIZACI VÝZTUŽE Elektromagnetické indikátory výztuže Metoda původně využívala magnetických vlastností hledaného materiálu. V poslední době se používá metoda založená na pulsně-indukční technologii, která má cívky vyhledávací hlavy bez magnetického jádra. Pro lepší pochopení změn, ke kterým v současnosti v přístrojové technice dochází, je vhodné provést reminiscenci dříve používaných typů profesionálních indikátorů, zejména od firem Proceq a Hilti. Profometer 2 je starší typ přístroje, používaný od 70. let 20. století, s indikací výchylky pomocí ručičkového ampérmetru. 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 5

8 TÉMA TOPIC Profometer 3 z konce 80. let byl ve své době přelomovým typem, neboť přinesl několik kvalitativních vylepšení. Patřila mezi ně zejména kvantifikace snímaných vířivých proudů pomocí číselné škály, což umožnilo precizní vyhledávání lokálních maxim (středů výztuže) a rovněž kalibraci pro přesnější stanovení krytí výztuže ovlivněné sousední výztuží. Od tohoto typu jsou všechny indikátory vybaveny signalizací pro minimální krytí výztuže. Další typy Profometer 4 a Profometer 5 přinesly spíše kosmetické změny a jiný způsob zobrazení. Konkurence ovšem nezahálela. Firma Hilti přišla na trh s přístrojem Ferroscan, který postupně inovovala. Koncepce přístroje směřovala od počátku k plošnému skenování výztuže a okamžitému zobrazení první vrstvy výztuže v obou směrech. Vzhledem k vysoké ceně a rozměrům zařízení však bylo jejich rozšíření omezené. Zvýšení konkurence v této oblasti paradoxně přinesli výrobci levnějších přístrojů, např. firma Bosch, jejíž jednoduché a levné přístroje umí kromě výztuže nalézt také elektrické vodiče pod napětím. Na rychle rostoucí trh s levnými detektory zareagovala jak firma Proceq přístrojem Profoscope, tak i firma Hilti přístrojem PS 35 Ferodetektor. Zásadní pokrok přinesla až šestá generace přístrojů Profometer PM-6, která se od přechozích typů výrazně odlišuje. Přístroje Profometer PM-630 (obr. 4) a PM-650 využívají moderní dotykový displej, který umožňuje okamžité zobrazení průběhu měření, což přispívá ke kontrole postupu měření v reálném čase. Sonda je integrovaná (bodová, směrová, hloubková i průměrová), lze ji snadno vložit do rámečku (měřiče dráhy) se čtyřmi kolečky. Kromě tradiční zvukové signalizace je přímo na sondě i světelná signalizace dvě šipky a kolečko, které usnadňují lokalizaci výztuže i v náročných podmínkách stavby. Jedná se v podstatě o první typ přístroje, který je schopen vykreslit řez vyztuženým prvkem s přesným vyznačením roztečí a krytí a poměrně solidním odhadem průměru výztuže. Radar Metoda Georadaru (v anglofonní oblasti označovaná jako GPR Ground Penetrating Radar) je založená na principu vysílání vysokofrekvenčních elektromagnetických pulzů (frekvence řádově stovky MHz až jednotky GHz) do zkoumaného prostředí a na následné registraci jejich odrazů od překážek. Vysílací anténa generuje vysokofrekvenční elektromagnetický puls, který se šíří zkoumaným prostředím. Přijímač přijímá v nastaveném časovém okně pulzní odezvu. K odrazu elektromagnetických vln dochází na každém rozhraní změny elektromagnetických vlastností prostředí srovnatelných s vlnovou délkou signálu. Registrovanou veličinou je intenzita odražené vlny zaznamenávaná v diskrétních časových okamžicích. Volba vysílací frekvence úzce souvisí s hloubkovým dosahem přístroje, ale obecně platí, čím větší hloubkový dosah, tím menší schopnost rozlišení nehomogenity ve zkoumaném prostředí. Metoda georadaru je známá desítky let. Její primární aplikace byla využívána v rámci geotechnických a archeologických 6 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

9 TÉMA TOPIC Obr. 4 Profometer PM-630 s dotykovým displejem a integrovanou sondou; svítící šipky pomáhají lokalizovat výztuž, na displeji lze ihned kontrolovat správnost měření pomocí křivek intenzity signálu Fig. 4 Profometer PM-630 with a touchscreen and integrated probe; the glowing arrows help to locate the reinforcement; correctness of testing with using signal intensity curves can be immediately checked on the display Obr. 5 Výstup liniového skenu, v horní části je zobrazen pohled na detekovanou výztuž, v dolní části řez středem linie, kde je snadné přímo odečíst velikost krytí jednotlivých prutů výztuže Fig. 5 Output of line scan, the upper part shows the view of detected reinforcement, the bottom part shows the cut at the centre of the line where it is easy to directly deduct the size of the coverage of individual reinforcement bars Obr. 6 Příklad plošného skenu, výstupem je pohled a řezy ve dvou na sebe kolmých směrech Fig. 6 Example of surface scan, the output is view and cuts in two perpendicular directions Obr. 7 Výstup plošného skenu mm v podobě plnohodnotného 3D zobrazení Fig. 7 Output of surface scan mm in the form of full 3D Obr. 8 Příklad skládání plošných skenů výztuž v železobetonové desce balkonu Fig. 8 Folding of circuit scans reinforcement in the reinforced concrete slab of a balcony průzkumů zemního prostředí. Zatímco například v USA byla tato metoda velmi záhy využívána i v diagnostice konstrukcí, v České republice nebyla donedávna tato aplikace běžně akceptována. Jedním z důvodů byl nepochybně fakt, že radarové aparatury tuzemských organizací nebyly primárně určeny např. pro měření v železobetonu, a díky tomu byly výsledky z hlediska přesnosti a vypovídacích schopností zcela mimo to, na co byla stavební diagnostika u jiných metod zvyklá. Výsledek měření navíc přístroje podávaly v podobě, která vyžadovala vyhodnocení velmi erudovaným a zkušeným pracovníkem. Standardní radarogramy měly podobu řezu zkoumaným prostředím, kde poloha nehomogenit byla určována dle zobrazených odrazových hyperbol. Právě komplikovanost vyhodnocení a relativně malá přesnost vedly v oboru diagnostiky konstrukcí k jisté nedůvěře v danou technologii v kontextu s běžně užívanými metodami (magnetické indikátory a radiografie). Využití standardních georadarů v diagnostice železobetonu v České republice dosáhlo v minulých desetiletích svého vrcholu v podobě systému Dibekon, který vyvinula firma Inset, s. r. o. Šlo o georadar doplněný vodícím rámem s automatickým posunem, kdy byl povrch konstrukce postupně skenován v řadě řezů ve dvou na sebe kolmých směrech. Výsledkem bylo de facto 3D skenování konstrukce. Zařízení bylo určeno pro průzkumy velkých ploch konstrukce, ale jeho instalace a vyhodnocení výsledků bylo poměrně komplikované. Zásadním přelomem se stalo před několika lety uvedení na trh přístroje Hilti PS1000 X-SCAN. Lze říci, že Hilti jako tradiční výrobce vrtací techniky a magnetických indikátorů výztuže plně využila možnosti metody georadaru v kombinaci s velmi sofistikovaným softwarem, což metodu posunulo kvalitativně na zcela novou úroveň, a PS1000 X-SCAN zaplnil mezeru v oblasti lokalizace výztuže v železobetonu. Dá se říci, že přístroj byl vytvořen na základě podrobné analýzy možností metody a potřeb a schopností řadových techniků provádějících terénní diagnostiku konstrukcí. Vhodně zvolená frekvence kolem 1,5 GHz umožňuje ve standardním betonu hloubkový dosah 300 mm a přesnost lokalizace objektů ±10 mm. Sonda je osazena trojicí radarových antén, její pohyb po povrchu konstrukce je registrován prostřednictvím pohybu pojezdových koleček sondy. Zařízení je určeno k provádění liniových nebo plošných skenů, kdy výsledek je prostřednictvím dodaného software zobra zován v podobě pohledového zobrazení a řezů. Liniový Literatura: [1] CIKRLE, P., ANTON, O., DANĚK, P., KUCHARCZYKOVÁ, B., MISÁK, P., NDT Zkoušení ve stavebnictví. Příručka kurzu CŽV, VUT v Brně FAST, Brno, ISBN [2] CIKRLE, P., KOCÁB, D., POSPÍCHAL, O. Zkoušení betonu ultrazvukovou impulsovou metodou. Beton TKS. 2013, č. 3., s ISSN [3] CIKRLE, P., POSPÍCHAL, O. Nový způsob stanovení mrazuvzdornosti betonu s využitím metod pro sledování poruch struktury. Beton TKS. 2011, č. 3, s ISSN [4] CIKRLE, P., ANTON, O., HEŘMÁNKOVÁ, V. Indikátory výztuže oživení tradiční metody. In Zkoušení a jakost ve stavebnictví. VUT Brno, Brno, s ISBN [5] ANTON, O., CIKRLE, P., HEŘMÁNKOVÁ, V. Zkušenosti s georadarem při stavebně technických průzkumech, TZB-info, Praha, 2014, ISSN [6] ANTON, O., ŠTAINBRUCH, J., KORDINA, T. Rozvoj a použití georadaru při diagnostice železobetonových konstrukcí, Beton TKS. 2011, č. 3, s ISSN sken může být prováděn v délce až 10 m, plošný sken v ploše mm nebo mm. K provádění plošných skenů se na povrch konstrukce lepí papírové šablony s rastrem pojezdů sondou ve dvou na sebe kolmých směrech. Software nabízí i možnost zobrazení zjištěné výztuže v plnohodnotném 3D zobrazení. Při provádění řady na sebe navazujících plošných skenů lze získat velmi dobrou vizuální představu o rozložení výztuže v prvku. Na závěr lze říci, že vývoj aplikace georadaru během posledních 25 let dospěl k všestranně použitelnému zařízení, a metoda se v posledních dvou letech konečně zařadila mezi standardně používané metody a vytvořila chybějící mezičlánek mezi magnetickými indikátory a radiografií. ZÁVĚR Za posledních 25 let došlo nejen v našem stavebnictví k výrazným změnám, na které s určitým zpožděním reagoval i specifický obor stavebního zkušebnictví a diagnostiky konstrukcí. Zatímco metody až na výjimky, mezi něž patří např. radarová metoda pro vyhledávání výztuže, zůstaly velmi podobné, v přístrojovém vybavení jsou změny opravdu znát. Paradoxem je, že od počátku 90. let docházelo spíše k odsouvání nedestruktivních metod do pozadí a hlavními diagnostickými postupy se stalo vrtání a sekání. Teprve v posledních několika letech dochází spolu s modernizací přístrojového vybavení i k širšímu využívání nedestruktivních metod. Příspěvek vznikl za podpory GAČR S Hodnocení a predikce trvanlivosti povrchové vrstvy betonu a dále díky podpoře projektu TE Centrum pro efektivní a udržitelnou dopravní infrastrukturu (CESTI). Příspěvek na toto téma zazněl na konferenci Sanace 2015 v Brně. Ing. Petr Cikrle, Ph.D. Fakulta Stavební VUT v Brně tel.: cikrle.p@fce.vutbr.cz Ing. Ondřej Anton, Ph.D. Fakulta Stavební VUT v Brně tel.: anton.o@fce.vutbr.cz 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 7

10 TÉMA TOPIC KRÁTKÉ OHLÉDNUTÍ ZA VÝVOJEM RADIAČNÍCH METOD VE STAVEBNICTVÍ ZA POSLEDNÍCH 25 LET BRIEF REWIEW OF DEVELOPMENT OF THE RADIATION METHODS IN BUILDING INDUSTRY OVER THE PAST 25 YEARS Leonard Hobst Stejně jako v ostatních oborech, tak i v radiografii stavebních konstrukcí do šlo za poslední čtvrtstoletí k významnému pokroku. Týká se to nejen zdrojů ionizujícího záření, jako jsou rentgenové přístroje, ale i vývoje záznamových prostředků. Significant progress has been achieved not only in other fields but also in radiography of building structures over the past quarter of the century. This concerns not only the sources of ionizing radiation, such as X-ray machines, but also the development of recording devices. V letošním roce uplyne 120 let od jednoho z největších objevů 19. století od objevu paprsků X, které nazýváme po jejich objeviteli rentgenové záření. Již v té době nazval známý britský lékař Thomas Hunt tento objev za pravděpodobně největší mezník v dějinách diagnostiky. S odstupem času se dá vskutku říci, že se nemýlil. Nejdříve bylo rentgenové záření využíváno v lékařství. Diagnostika s jeho využitím pomohla zachránit množství životů jak v dobách míru, tak v polních lazaretech za I. světové války (obr. 1). Při dalším rozvoji rentgenové diagnostiky bylo úsilí vědců zaměřeno na zvyšování energie rentgenového záření, což umožňovalo zvýšit prozařovanou tloušťku zkoušeného materiálu a využít rentgenového záření při diagnostice průmyslových výrobků a kontrole konstrukcí, a to jak ocelových, tak železobetonových. Kromě rozvoje zdrojů záření byl výzkum zaměřen i na záznamové prostředky rentgenového obrazu. Téměř po jedno století byl nejrozšířenějším záznamovým prostředkem radiografický film. Rozvoj počítačových technologií a nových způsobů detekce záření však umožnil zhotovit záznamové prostředky, které zaznamenávají vnitřní nehomogenity kontrolovaných objektů v reálném čase (on-line). Na druhé straně do oblasti diagnostiky vstupují nové metody, které mohou nahradit anebo vhodně doplnit dosud používané radiografické metody. Právě poslední čtvrtstoletí vneslo do oblasti využívání radiografických metod zásadní impuls. VÝVOJ ZDROJŮ IONIZUJÍCÍHO ZÁŘENÍ Průmyslové rentgeny se i za posledních 25 let jeví jako nejběžněji používané zdroje ionizujícího záření. Cílem výrobců rentgenů je zvýšit jejich užitnou hodnotu snížením hmotnosti (vyšší frekvence při transformaci elektrického proudu na vysoké napětí) a prodloužením pracovních cyklů až na 100 % (při použití metalkeramických rentgenek). Počítačová technika v ovladačích umožňuje mnohé úkony automatizovat (najíždění na vysoké napětí podle doby odstávky rentgenů) a samozřejmostí již jsou též expoziční kalkulátory. Maximální dosahovaná energie 300 kv u mobilních rentgenů se však za tuto dobu nezměnila (obr. 2). Ve stavebnictví je však energie i těch nejvýkonnějších rentgenů mnohdy nedostatečná, neboť je nutno prozařovat betonové konstrukce o tloušťce 300 až 400 mm. Jednou z možností je použití výkonných mobilních betatronů. První pozitivní zkušenosti s betatrony byly získány v 70. letech 20. století, kdy k nám byly v několika kusech dovezeny betatrony PMB-6 vyvinuté v Tomském polytechnickém institutu v bývalém Sovětském svazu, které umožňovaly prozařovat beton o tloušťce 500 mm (obr. 3). Tento ústav se stal v podstatě jediným výrobcem přenosných betatronů, stále je zdokonaluje a poslední verze betatronu, označená MIB-7,5 (obr. 4), je úspěšně vyvážena do různých zemí světa. V rámci spolupráce, kterou jsme s tímto ústavem během řešení výzkumného úkolu udržovali, se podařilo bez problému prozářit betatronem vrstvu betonu s ocelovou výztuží o tloušťce 1 m (obr. 5). Betatron je mobilní, dá se převážet osobním autem, a tak se jeví jako výhodný zdroj pro kontrolu masivních konstrukcí (tento betatron však není v ČR dosud certifikován). Pro radiografii železobetonových konstrukcí a konstrukcí z předpjatého betonu se stále s výhodou používají uranové stínící kryty s radionuklidy. Jako optimální se jeví radioaktivní kobalt Co 60 s aktivitou 1 až 3 TBq. Uranové kryty pro tuto aktivitu dosahují hmotnosti 140 až 180 kg, takže jsou s jistými obtížemi přenosné, ale umožňují prozařovat železobetonové konstrukce do tloušťky 500 mm. Bohužel je nutno konstatovat, že v této oblasti k žádnému velkému pokroku za minulé čtvrtstoletí nedošlo a stále jsou používány kryty vyrobené před více než třiceti lety a modernější náhrady obdobných parametrů nejsou k dispozici ani od světových výrobců (obr. 6). VÝVOJ ZÁZNAMOVÝCH PROSTŘEDKŮ RADIOGRAFICKÉHO OBRAZU Zatímco u zdrojů záření došlo za minulé čtvrtstoletí jen k mírnému pokroku, záznamové prostředky se změnily zásadně. Před 25 lety byly nejběžnější radiografické filmy v denním (k přímému použití) nebo komorovém balení (film je nutno dát do kazety v temné komoře). Na mnoha pracovištích se rozvíjela radioskopie, která sice umožňovala zaznamenat analogový obraz z televizní kamery na televizním monitoru, ale další zpracování, jak ho známe nyní pomocí PC, nebylo možné a záznam o kontrole byl archivován na páskách videorekordéru. V této době jsme i tento rentgen televizní řetězec pokládali za velký pokrok a na pracoviště, která tuto technologii zvládla (Královopolská strojírna v Brně), jsme vodili exkurze studentů. Zásadní vývoj zobrazovacích prostředků je spojen s rozvojem počítačové techniky v 90. letech 20. století. Prvý takový krok můžeme spatřovat v digitalizaci stávajících radiogramů pomocí speciálních skenerů. To umožňovalo nejen rychlou archivaci snímků, ale i operativní úpravu některých parametrů rentgenového obrazu, např. zvýšení kontrastu. Další výzkum v oblasti záznamu radiografického obrazu byl zaměřen do dvou oblastí: Plošné polovodičové detektory Plošné polovodičové detektory se jeví do budoucna jako nejperspektivnější zobrazovací systémy, které umožňují přímé zobrazení vnitřních nehomogenit materiálu v reálném čase. Dosud je však jejich velkou nevýhodou vysoká cena, vysoké nároky na zacházení a jsou též velmi závislé na teplotě pracovního prostředí. Tyto detektory lze podle způsobu zobrazování rozdělit na systémy s přímou a nepřímou konverzí záření. 8 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

11 TÉMA TOPIC Obr. 1 Polní RTG pracoviště v lazaretu za 1. světové války Fig. 1 Field X-ray department at the hospital during the First World War Obr. 2 Moderní monoblokový rentgenový přístroj 300 kv Fig. 2 Modern monoblock 300 kv X-ray machine Obr. 3 Přenosný betatron PMB-6 Mev ze 70. let 20. století Fig. 3 Portable betatron PMB 6-MeV of the 1970s Obr. 4 Moderní betatron MIB-7,5 MeV Fig. 4 Modern betatron MIB-7.5 MeV Obr. 5 Úspěšný pokus s prozářením 1 m betonu betatronem MIB-7,5 MeV Fig. 5 Successful experiment with radiography of 1 m concrete with Betatron MIB-7.5 MeV Obr. 6 Uranový kryt TECH/OPS pro zářič Co 60 o aktivitě 1 TBq Fig. 6 Uranium shielding TECH/OPS for a gamma source Co 60 of activity of 1 TBq Detektory s nepřímou konverzí jsou založeny na bázi amorfního křemíku. Zachycované ionizující záření vyvolává světelné záblesky v scintilátoru (např. gadolinium). Tyto záblesky jsou následně snímány fotodiodami. Detektory s přímou konverzí jsou založeny na bázi amorfního selenu. Ionizující záření vyvolá náboj ve fotovodivém materiálu (amorfní selen). Náboj je pak urychlen vysokým napětím 1 až 5 kv k tranzistorovému poli, které funguje jako snímač. Obecně platí, že polovodičové detektory na bázi amorfního křemíku mají větší rozlišení, naproti tomu vzhledem k detektorům na bázi amorfního selenu mají menší dynamiku (dynamikou se rozumí citlivost v široké oblasti spektra energií záření). Paměťové folie Paměťové folie jsou folie na bázi fosforu, které se vkládají do kazet, obdobně jako rentgenové filmy, avšak při normálním osvětlení, nikoliv v temné komoře. Při dopadu rentgenového nebo gama záření na tyto folie jsou vybuzeny elektrony v krystalické struktuře folie, kde zůstávají v kvazistabilním stavu. Ve speciálním skeneru, do kterého se exponovaná folie vkládá, se pomocí laserového svazku tyto elektrony uvolňují a ve fluorescenční vrstvě vznikne viditelný obraz, který je sejmut fotonásobičem a digitalizován (obr. 7). Velkou výhodou paměťových folií je to, že mají velkou dynamiku, což se využívá při prozařování materiálů o různých tloušťkách. Právě tato vlastnost dává předpoklad, že právě paměťové folie by byly v současné době vhodnou náhradou radiografických filmů při zkouškách stavebních konstrukcí. Další rozvoj radiačních metod ve stavebnictví Je zřejmé, že radiografie se stavebnictví bude mít stále své pevné místo. Bude využívat nejnovějších poznatků vývoje, kdy vyhodnocení snímků bude realizováno buď přímo v reálném čase (použití plošných detektorů) nebo jen s mírným zpožděním (paměťové folie). Na základě využívání rentgenů a rentgenového záření jsou však založeny i další metody, které ve stavebnictví nachází stále většího uplatnění. Je to především počítačová tomografie, která byla dosud používaná převážně při diagnostice v lékařství (rentgen a detektor obíhal kolem ležícího pacienta), ale v posledních letech se začíná využívat v průmyslu (vyšetřovaný předmět rotuje mezi zdrojem a detektory). Počítačová tomografie umožňuje trojrozměrně rekonstruo vat kontrolovaný objekt bez jeho porušení, což je používáno pře- 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 9

12 TÉMA TOPIC Obr. 7 Skener DURR pro vyhodnocování paměťových folií Fig. 7 Scanner DURR for evaluating the Image Plate Obr. 8 Tomografický snímek krychle z drátkobetonu Fig. 8 Tomography image of a cube made of steel fibre concrete Obr. 9 Rentgenový spektrometr pro kvalitativní i kvantitativní analýzu materiálu Fig. 9 X-ray spectrometer for qualitative and quantitative analysis of materials Obr. 10 Využití georadaru pro kontrolu výztuže v železobetonové konstrukci Fig. 10 Application of a ground penetrating radar to check reinforcement in concrete structure 9 Literatura: [1] HOBST, L. Vývojové směry v radiografii stavebních konstrukcí. In Jakost a zkušebnictví ve stavebnictví. Brno: ČSVTS, 1989, s [2] HOBST, L. Vývojové trendy radiografie ve stavebnictví. In 6 th Workshop NDT Brno: VUT v Brně, 2008, s ISBN devším při kontrole kompozitních materiálů (obr. 8). Je však nutno si uvědomit, že počítačová tomografie je nesmírně finančně náročná jak na investice přístrojového vybavení, tak na provoz, a tak její rozšíření nebude masové. Další využití rentgenů můžeme nalézt v rentgenové spektrometrii. Rentgenové přenosné spektrometry (XRF spektrometry) umožňují velmi rychle stanovit kvalitativní i kvantitativní analýzu neznámých vzorků, což se dá ve stavebnictví opět s výhodou využít (obr. 9). Spektrometry se dají použít při stanovení vlastností ocelové výztuže a úspěšně také probíhají zkoušky pro stanovení hlinitanových betonů pomocí rentgenové spektrometrie. Kromě příznivých faktorů, které se během 25 let ve využívání radiačních metod objevovaly, je nutno si uvědomit, že existují i nepříznivé faktory, které využívání radiačních metod omezují. Jsou to především zpřísňující se bezpečnostní opatření pro činnost pracovišť s ionizujícím zářením. Přebujelá, mnohdy těžko zdůvodnitelná administrativa odrazuje subjekty, které by do této oblasti chtěly vstoupit a zabývat se radiačními metodami. Obdobně se to týká i přepravy krytů se zdroji záření, kdy je třeba zachovávat velmi přísná bezpečnostní opatření. Dalším faktorem, který do jisté míry snižuje význam využívání radiografie ve stavebnictví, je rozvoj ostatních nedestruktivních metod kontroly. Tak, jak je počítačová technika používána při rozvoji radiografie, tak pomáhá rozvíjet i ostatní nedestruktivní metody. Ty jsou založeny většinou na dávno známých principech, ale využití počítačové technologie umožňuje zvýšit jejich citlivost, operativnost a lepší interpretaci naměřených hodnot. Jako příklad lze uvést využívání georadaru v kombinaci s moderním magnetickým indikátorem výztuže, které do jisté míry mohou při kontrole výztuže v železobetonových konstrukcích nahrazovat radiografii (obr. 10). ZÁVĚR Diagnostické metody založené na využívání účinku ionizujícího záření neztratily ani po 120 letech od objevu rentgenového záření svůj význam. Jsou využívány jak v diagnostice v lékařství, tak v průmyslu a stavebnictví. Je však skutečností, že v mnoha oblastech jsou doplňovány diagnostickými metodami založenými na jiných fyzikálních principech jako je ultrazvuk, mikrovlny, infračervené záření, terahertzové vlny aj. Je nutno si uvědomit, že tyto metody by si neměly konkurovat, ale výsledky jimi zjištěné by se měly vhodně doplňovat. Článek byl vytvořen v rámci řešení projektu č. LO1408 AdMaS UP Pokročilé stavební materiály, konstrukce a technologie podporovaného Ministerstvem školství, mládeže a tělovýchovy v rámci účelové podpory programu Národní program udržitelnosti I. Příspěvek na toto téma zazněl na konferenci Sanace 2015 v Brně. prof. Ing. Leonard Hobst, CSc. Fakulta stavební VUT v Brně tel: hobst.l@fce.vutbr.cz 10 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

13 PORUCHY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ FAILED CONCRETE VADY A PORUCHY OPRAV BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ Z POHLEDU OBJEDNATELE A MAJETKOVÉHO SPRÁVCE DEFECTS AND FAILURES OF CONCRETE STRUCTURE REPAIRS FROM THE POINT OF VIEW OF THE CUSTOMER AND TRUSTEE Jan Hromádko Článek s využitím fotografií popisuje dvanáct obvyklých typů poruch sanačních systémů betonových staveb, zejména silničních, v České republice a blízkém okolí. U těchto poruch naznačuje jejich příčiny a kombinace nepříznivých vlivů. V závěru je informace o evropském statistickém průzkumu úspěšnosti oprav betonových konstrukcí, který probíhal před deseti lety. This article uses pictures to document twelve usual types of failures of reconstruction systems of concrete constructions, esp. road constructions, in the Czech Republic and near around. It shows possible causes and combination of unfavourable impacts leading to these failures. The article concludes with a European statistical survey of successfulness in repairs of concrete structures carried ten years ago. Přibližně od roku 1990, kdy byly náhle v neomezeném rozsahu k dispozici sanační technologie a materiály profesionální úrovně dovezené ze zemí s vyšší úrovní péče o betonové stavby, jsou i v ČR prováděny tyto opravy převážně na profesionální úrovni a podle vyspělých konceptů sanací betonu a železobetonu. Přesto však stále dochází k selhání sanačních zásahů z nejrůznějších důvodů, a to v rozsahu, který je v široké rodině stavebních technologií značný, což svědomité a zodpovědné hospodáře nutně vede k zamyšlení nad příčinami poruch, ať již v záruční době, nebo po jejím uplynutí. Tyto poruchy znamenají v některých případech dokonce i ohrožení bezpečnosti při užívání betonové stavby, odstranění poruchy vyžaduje omezení pro uživatele objektů, především však dochází ke značným ekonomickým ztrátám při jejich řešení, často u všech účastníků projektu. Příspěvek popisuje nejčastější prokázané i pravděpodobné příčiny některých vybraných poruch oprav, které souvisí s objemovou teplotní roztažností betonu a škodlivými objemovými změnami v betonu, s fenoménem smrštění a dotvarování vrstev a konstrukcí, s mechanismem vzniku trhlin v materiálech, s chybami diagnostických průzkumů a návrhu sanace, s chybami stavebního dozoru, s technologickou nekázní zhotovitele, ale také s chybami údržby a při opravách. Uvádí několik popisů případů a zobecnění dosavadních poznatků a doporučení pro projektanty a správce betonových staveb. Příspěvek podněcuje ke komplexnějšímu přístupu při návrhu, provádění a kontrole oprav betonových konstrukcí, než jaký je doposud běžný a než vyžadují stávající technické předpisy. Případy jsou vybrány převážně z poruch oprav konstrukcí v exteriéru a v prostředí s rozmrazovacími látkami (dopravní a inženýrské stavby). Nárůst počtu poruch oprav betonových konstrukcí v letech 2000 až 2015 nás znepokojuje a vede k úvahám o příčinách. Následující příklady vychází z podkladů uvedených v seznamu literatury, ale především z vlastní prohlídky poruch na místě, ze zkoušek a měření zajištěných správcem betonových objektů, z reklamačních řízení a z provozních informací správce. Příspěvek nenahrazuje komplexní sběr údajů o poruchách a jejich reprezentativní přehled či katalog. Je nutné, aby se s těmito průběžnými poznatky o podmínkách, vlivech, projevech a možných příčinách poruch oprav seznámili provozní pracovníci a projektanti oprav betonových konstrukcí, případně i autoři technických předpisů. V příspěvku se uvádí u většiny případů více vlivů a příčin poruch. Tím se opět potvrzuje známá skutečnost, že poruchy stavebních konstrukcí i jejich oprav nastávají vždy v důsledku kombinace více příčin. NEJČASTĚJŠÍ TYPY PORUCH OPRAV BETONOVÝCH STAVEB Oddělení vrstev sanačního systému od podkladu, nebo vrstev systému mezi sebou. Porucha podkladu pod sanačním systémem. Výskyt nové a/nebo pokračující koroze výztuže v sanované a/nebo nesanované části. Objemové změny betonu (nové nebo pokračující) a/nebo sa - načních malt vedoucí k poruchám (rozpad, oddělení, trhliny atd.). Poruchy (netěsnost) hydroizolačních systémů včetně zálivek a tmelů spár. PRAVDĚPODOBNÉ PŘÍČINY NEJČASTĚJŠÍCH PORUCH OPRAV BETONOVÝCH STAVEB V ČR Chyby při prohlídkách a průzkumech. Chyby v systému výběru subjektů pro průzkum stavby a návrh opravy. Chybné stanovení příčiny/příčin poruchy špatné vyhodnocení diagnostické prohlídky a průzkumu. Chybný návrh opravy betonové konstrukce projektantem. Chyby v systému výběru zhotovitele pro provedení opravy. Chyby při provádění oprav. Neodborné odsouhlasení a převzetí prací. Další příčiny uvedené v předposlední kapitole Poznatky... NĚKOLIK PŘÍKLADŮ PORUCH OPRAV BETONOVÝCH STAVEB V ČR Porucha nátěru povrchu nad trhlinou v betonu (obr. 1 až 3) Porucha povrchu betonu pop outs obtížně opravitelná (obr. 4 až 6) Porucha povrchu stříkaného betonu chybný návrh a technologie provedení (obr. 7 až 10) Separace povlakových systémů od betonových povrchů (obr. 11 až 13) Porucha pružného tmelu ve spáře (trhliny) v tmelu pod nátěrem (obr. 14) Koroze výztuže mostní opěry (obr. 15) Koroze výztuže stativa mostu a selhání celého sanačního systému (obr. 16 až 18) Porucha krycí vrstvy po sanaci stěrkou a nátěrem (obr. 19 a 20) Tlak krystalizace solí (směs vápenatých solí a CHRL) na křídle mostu tři roky po aplikaci sanačního systému odtrhává stěrku i povlak (obr. 21) Poruchy sanací předválečných monolitických obloukových mostů typu Langer (obr. 22 až 24) Porucha reprofilačního systému sanace prefa nosníků a monolitické opěry (obr. 25 a 26) Pouze nátěrový systém sanace prefabrikovaného nosníku (obr. 27) 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 11

14 PORUCHY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ FAILED CONCRETE 1a 1b 2 3 4a 4b BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

15 PORUCHY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ FAILED CONCRETE Obr. 1 a) Chybná technologie sanace trhliny v betonu pružným nátěrem, porucha v zimním období vzniklá působením ledu v trhlině pod nátěrem (kondenzovaná a zmrzlá vodní pára těsně pod vrstvou nátěru jako výsledek difuzních pochodů v betonu s trhlinami), b) detail jiné části Fig. 1 a) Improper reconstruction technology used to repair a crack in concrete by flexible coating, failure in the winter originating by the impact of ice in the failure under the coat (condensed and frozen water steam immediately under the coating layer as a result of diffusion in concrete with failures, b) detail of another part Obr. 2 Trhliny vzniklé v plastickém betonu po betonáži, nevhodně sanované zalitím epoxy pryskyřicí popraskání křehké pryskyřice po vytvrzení Fig. 2 Failures occurred in plastic concrete after concreting, improperly reconstructed by pouring synthetic resin cracks in resin after hardening Obr. 3 Sanace trhliny v železobetonovém ostění tunelu proříznutím a zatmelením po pěti letech selhává Fig. 3 Reconstruction of a crack in reinforced concrete lining of a tunnel carried out by cutting and agglutination and its malfunction after five years Obr. 4 a) Porucha povrchu betonu pop outs šupiny v krycí vrstvě odlupující se s povrchu betonového svodidla. Primární příčinou je chybná technologie zpracování betonu příložnou vibrací v ocelové formě a tvorba pěnového maltového obalu zrn hrubého kameniva v betonu, b) detail Fig. 4 a) Failure in concrete surface pop outs scales in the covering layer flaking off a concrete crash barrier. The primary cause is incorrect technology of concrete processing by external vibration in a steel form and creation of foamed mortar cover of coarse aggregate grains in concrete, b) detail Obr. 5 Větší vzduchové bublinky v cementové matrici na povrchu hrubého kameniva po odpadnutí šupiny Fig. 5 Bigger air bubbles in concrete matrix on the surface of coarse aggregate after the scales fall off Obr. 6 Pokračující porucha povrchu betonu pop outs po neúspěšné sanaci nátěrem Fig. 6 Continuing failure in concrete surface pop outs after unsuccessful reconstruction by coating Obr. 7 Stříkaný beton (SB) na křídle mostu, bez přikotvení, odpadává. Zcela zbytečná a škodlivá je aplikace SB na zdivo z pískovcových bloků. Aplikace SB na konstrukce tohoto druhu je hrubou chybou návrhu opravy, jedná se o již překonaný sanační systém u tohoto druhu staveb Fig. 7 Sprayed concrete (SC) without anchoring falling off a bridge wing. Applying the sprayed concrete as a mean of repair is a gross error; it is an outdated system in this type of construction Obr. 8 Stříkaný beton na opěře a křídle mostu, oprava 1992, stav 2002, s výskytem trhlin, vrstva SB je oddělena od podkladu Fig. 8 Sprayed concrete on a bridge brace and wing, repair in 1992, state in 2002, occurrence of cracks, the SC layer is separated from the undercoat Obr. 9 Nevhodná aplikace stříkaného betonu na předpjatý mostní nosník, bez opravy hydroizolace mostovky, sanační vrstvou prosakuje voda se solemi, tvoří se krápníky Fig. 9 Unsuitable application of sprayed concrete on pre-stressed bridge beam, without repair of the hydro insulation of the bridge deck, water with salts leaks through the repaired layer and creates stalactites Obr. 10 Nevhodná aplikace stříkaného betonu na monolitickou nosnou konstrukci, bez opravy hydroizolace vozovky, s průsakem vody a mrazovým poškozením sanačních vrstev Fig. 10 Improper use of sprayed concrete on monolithic load bearing structure, without the hydro insulation of the bridge deck, showing leaking water through repaired layers and damage to the repaired layers caused by frost 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 13

16 PORUCHY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ FAILED CONCRETE 11a 11b Obr. 11 Sanační povlakový systém nevhodného druhu a tloušťky, aplikovaný navíc na neupravený povrch: a) nového betonu říms mostu, degraduje a odděluje se po cca třech letech, b) dřík opěry se stěrkou a nátěrem po deseti letech Fig. 11 Improper type and thickness of a repair coating system, applied to an non-finished surface of: a) new concrete on the cornice of the bridge, degrades and falls off after cca three years, b) stem strut with spattle coat and coating after ten years Obr. 12 Pružný povlak v systému sanace betonového úložného prahu mostu na vodorovném povrchu, vliv prostředí XF4 zhoršený působením řas a mechů Fig. 12 Flexible coat in the reconstruction system of the bridge concrete strip footing on the horizontal surface, impact of environment XF4 worsened by the influence of algae and moss Obr. 13 Sanační povlakový systém aplikovaný na beton s nízkou odolností vůči vlivu mrazu a CHRL ve snaze zajistit u novostavby tuto odolnost dodatečným opatřením poté, když při kontrolní zkoušce nevyhověla. Oddělení povlaku s vrstvou rozpadlého betonu od podkladu Fig. 13 Repair coating system applied to concrete with low resistance against frost and CDA (chemical de-icing agents) in the effort to improve this resistance at this new construction by applying an additional measure after the construction failed the check. Separated coating with a layer of perished concrete Obr. 14 a) Porucha v tmelu dilatační spáry iniciovaná popraskáním nátěru na betonu, který je chybně aplikován i na tmel ve spáře, b) šipka ukazuje zárodek trhliny pod tvrdým nátěrem v elastomerovém tmelu dilatační spáry (ostění tunelu) Fig. 14 a) Failure in lute of a dilatation joint occurring as a result of cracking of the coat layer on concrete, which was wrongly applied also onto the lute in the joint, b) the arrow shows the rudiment of the crack under the hard layer in the elastomer lute of the dilatation joint (lining of the tunnel) 14a 14b 14 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

17 PORUCHY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ FAILED CONCRETE 15a 15b Obr. 15a, b Koroze výztuže mostní opěry několik dní po nanesení antikorozního povlaku na betonářskou výztuž, ještě před zakrytím reprofilační vrstvou důsledek nedostatečného odsolení konstrukce a vlivu blízkého zimního silničního provozu Fig. 15a, b Corrosion of the reinforcement of the bridge abutment several days after applying the anti-corrosive layer to the reinforcement before covering by repair material result of insufficiently de-salted structure and the impact of near winter road traffic Obr. 16 Koroze výztuže stativa mostu v důsledku chybného návrhu opravy (zvýšení vlhkosti betonu po aplikaci systému s maltami a povlaky se sníženou paropropustností, ponechání chloridů v betonu v kritické koncentraci, chybná dodávka mostního závěru s výsledným zatékáním do sanované konstrukce z vozovky) Fig. 16 Corrosion of the reinforcement of the bridge as a result of a incorrectly designed repair (increased wetness of concrete after applying a system with mortars and covers with low steam permeability, leaving chlorides in concrete in critical concentration, wrong supply of expansion joint with resulting leakage into the repaired structure from the road surface Obr. 17 Detail koroze výztuže před návrhem systému byl proveden nedostatečný průzkum konstrukce. Tlak chloridové koroze odtrhává krycí vrstvu z reprofilační malty a vrchní sanační stěrky s nátěrem i vrstvou původního betonu, a to čtyři roky po provedení opravy Fig. 17 Detail of the reinforcement corrosion before the design of the system, insufficient investigation of the structure had been carried out. Four years after the repairs, the pressure of the chloride corrosion removes the coat made of repair mortar and the top layer of repairing spattle together with the layer of the original concrete Obr. 18a, b Selhání reprofilačního systému mostní opěry s ochranným nátěrem výztuže po deseti letech v důsledku zvýšení vlhkosti betonu v kombinaci s chybným návrhem rozsahu opravy Fig. 18a, b Failure of the repair system of the bridge abutment with the protection layer of the reinforcement after ten years as a result of increased wetness combined with improper scope of repairs design a 18b 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 15

18 PORUCHY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ FAILED CONCRETE 19a 19b 20a 20b 21a 21b 21c 21d 16 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

19 PORUCHY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ FAILED CONCRETE Obr. 19a, b Porucha náhrady krycí vrstvy mostních prefa římsovek systémem sanace protikorozním nátěrem výztuže, stěrkou a uzavíracím nátěrem povrchu Fig. 19a, b Substitute top coat failure of bridge precast elements cornice by the reinforcement anti-corrosion coat repair system, spattle and finishing coat of the surface Obr. 20 Porucha náhrady krycí vrstvy systémem sanace protikorozním nátěrem výztuže a uzavíracím nátěrem povrchu: a) mostní prefa nosníky I73, b) monolitická mostní římsa bez obrubníku u povrchu s malým sklonem, se zvýšenou akumulací vody a solí Fig. 20 Substitute top layer failure by the reinforcement anti-corrosion coat repair system and finishing coat of the surface: a) bridge precast element beam I73, b) monolithic bridge cornice without kerb with low gradient and with increased accumulation of water and salts Obr. 21a až d Tlak krystalizace solí detail poruchy sanačního systému na křídle mostu. Hlavní příčinou je chybný návrh systému opravy. Stav tři roky po opravě Fig. 21 a to d Pressure by salts crystallisation detail of a failure on the bridge wing. The main cause is the improper design of the repair system. Three years after repair works Obr. 23 Most přes řeku Orlici, dtto obr. 22, původní umělý kámen odstraněn, nahrazen cementovou reprofilací a natřen Fig. 23 Bridge over the Orlice River, dtto Fig. 22, original artificial stone has been removed and replaced by cement repair material and coated Obr. 24a, b Most přes řeku Čierňanku, dtto obr. 22, odtok vody s povrchu oblouku zhoršen vlivem překážek (horní kotevní desky systému zesílení táhel) Fig. 24a, b Bridge over the Čierňanka River, dtto Fig. 22, water flow off the surface worsened due to obstacles (upper anchoring slabs of the rod strengthening system) a 24b Obr. 22 Most přes řeku Moravu byl postaven v roce 1928 a opraven v roce 1999 s použitím a obnovou původních povrchů z pemrlovaného umělého kamene. Chybný diagnostický průzkum však nezjistil přítomnost alkalické reakce v betonu nosné konstrukce (zřejmě probíhající již po delší dobu), přestože byly na povrchu patrny typické trhlinové sítě. Nosný monolitický betonový oblouk mostu je čtyři roky po rozsáhlé sanaci postižen pokračováním objemových změn betonu se vznikem nových trhlin vlivem alkalické reakce v jádrovém betonu a zřejmě i v omítce z umělého kamene. Důvodem je chybný návrh opravy, který nezajistil odvedení srážkové vody s povrchu oblouku a umožnil dlouhodobé sycení betonu vodou, při zvýšeném difůzním odporu sanačního systému a při doplnění čerstvých aktivních alkálií do systému původní konstrukce Fig. 22 Bridge over the Morava River was built in 1928 and repaired in 1999 by using and repairing the original surfaces from hammered artificial stone. Incorrect diagnostic research did not show the presence of alkali reaction in the load bearing construction concrete (which was probably running for a longer period already) despite the fact that there were typical crackling nets visible. The load bearing monolithic concrete arch, four years after an extensive repair, suffers from continual volume changes of concrete together with occurrence of new cracks caused by the alkali reaction in the core concrete and possibly also in the plaster from artificial stone. The reason is the wrong repair design which did not ensure rain water drainage from the arch surface and thus enabled long term saturation of concrete while increasing diffusion resistance of the repair system together with supplementing fresh active alkali into the original system structure 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 17

20 PORUCHY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ FAILED CONCRETE 25a 25b 26a 26b Obr. 25a, b Degradace sanačního systému (nátěr výztuže, malta, stěrka, nátěr) mostu na vodorovných nebo málo skloněných plochách, zejména na dolní přírubě krajního nosníku, včetně pokračujícího rozpadu původního betonu. Sanace nosníků I 67 realizovaná roku 1994, stav po 17 letech, dálnice D1 Fig. 25a, b Degradation of the bridge repair system on horizontal or surfaces with low gradient (reinforcement coating, mortar, spattle, coating), esp. on the bottom flange of the side beam incl. the continuous degradation of the original concrete. Repair of the I67 beams carried out in 1994, status after 17 years, D1 speedway Obr. 26a, b Porucha sanační reprofilační malty, nedostatečně ukotvené a na podkladu s nízkou mrazovou odolností (mostní opěra křídlo a dřík) Fig. 26a, b Repair mortar failure, insufficiently anchored and on base of low frost resistance (bridge support wing and body) Obr. 27 Pouze nátěrový systém nezabránil pokračování koroze podélné výztuže dutinového nosníku ani vzniku trhlin od tlaku koroze (dolní hrana předpjatého nosníku), neboť nebyl dodržen základní princip snížení vlhkosti v betonu. Dálnice D2 Fig. 27 Applying just the coat system did not prevent either continuation of corrosion of the longitudinal reinforcement of the cavity beam or occurrence of cracks caused by the corrosion pressure (lower edge of the reinforced beam) as the basic principle decreasing wetness in the concrete was not followed. D2 speedway 27a 27b 18 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

21 PORUCHY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ FAILED CONCRETE návrhu Chyby Chybný Vliv Obr. 28 Úspěšnost provedení reprofilace Fig. 28 Successfulness in the repairs Obr. 29 Úspěšnost provedení nátěrových systémů Fig. 29 Successfulness in applying coating systems Obr. 30 Úspěšnost provedení všech druhů technologií oprav Fig. 30 Successfulness of all executions of repair technologies Obr. 31 Životnost oprav betonových konstrukcí Fig. 31 Lifetime of repairs of the concrete structures Obr. 32 Úspěšnost oprav koroze + ASR Fig. 32 Successfulness in corrosions repairs + ASR Obr. 33 Příčiny poruch oprav betonových konstrukcí, uvedené v dotazníku Fig. 33 Causes of repair failures of concrete structures, set in a questionnaire PROJEKT CON REP NET PRŮZKUM ÚSPĚŠNOSTI PROVEDENÝCH OPRAV BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ V DESETI EVROPSKÝCH ZEMÍCH Velmi dobře a ve shodě s poznatky v ČR vypovídá o úspěšnosti sanací betonových staveb v evropském měřítku výsledek výzkumného projektu z let 2003 až Cílem projektu financovaného EU bylo mimo jiné i získání přehledu a stanovení příčin problémů souvisejících s poruchami oprav betonových konstrukcí. Zúčastněné země byly: Finsko, Dánsko, Švédsko, Česká Republika, Německo, Francie, Holandsko, Španělsko, Řecko. Hlavním řešitelem projektu byl Building Research Establishment LTD. Veškeré informace o opravovaných betonových konstrukcích a o výsledcích sanací byly získávány v rozsáhlé dotazníkové akci od investorů, konzultantů, sanačních firem a výrobců hmot a škol (výzkumných pracovišť). Celkem 215 staveb ve stáří 1 roku až 150 let se nacházelo v prostředí městském, venkovském, na silnicích, ale i v průmyslu nebo v blízkosti moře. Jednalo se např. o budovy, mosty, přehrady, elektrárny, parkoviště. Nejčastější primární poruchou byla koroze výztuže a betonu, mrazový rozpad, trhliny, AAR, chyby výstavby. Nejčastěji byly sanovány konstrukce ve stáří 11 až 40 let, a to převážně technologií reprofilace, nátěrů a injektáže trhlin, méně často zesilováním nebo stříkaným betonem. Nejčastějším projevem poruchy opravy byla koroze (22 případů), trhliny (30 případů), ztráta soudržnosti (24 případů), dále potom AAR (4), ostatní (16). Nejdůležitější údaje vyplňované v dotazníku byly: Historie opravy betonové konstrukce (provedené před více než pěti lety), název stavby, druh konstrukce, statický a konstrukční systém, místo, první projev poruchy konstrukce, první projev poruchy opravy, poslední prohlídka, fotografie; Příčina(y) poruchy konstrukce: koroze výztuže, koroze předpínacích lan, degradace betonu, alkalická reakce kameniva, ostatní objemové změny betonu (smrštění, dotvarování, vliv změn teploty apod.), otřesy (seismicita, výbuch, náraz), požár, přetížení, ostatní; Druh opravy: lokální, plošná, elektrochemická, zaplnění trhlin, ostatní, materiál pro opravu, způsob opravy, metoda opravy; 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 19

22 PORUCHY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ FAILED CONCRETE Funkčnost opravy: dosud úspěšné, pokračující degradace, porucha; Příčina a druh degradace nebo poruchy opravy: delaminace, pokračující koroze, trhliny atd. Velmi výstižně jsou výsledky průzkumu podány v sloupcových grafech na obr. 29 až 33. POZNATKY VYUŽITELNÉ PRO DALŠÍ VÝSTAVBU A PROVÁDĚNÍ OPRAV BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ Ze stavební praxe a provozování mnohých betonových staveb vyplývá poznatek, že jejich návrh často a opakovaně podceňuje a zanedbává některé důležité vstupy (návrhové parametry), což vede k následným poruchám větších celků nebo celé stavby, a to mnohem dříve, než předpokládáme jako stavebníci (a následní uživatelé), zhotovitelé, výrobci hmot nebo projektanti ve svých záměrech. Těmito návrhovými parametry jsou: reálná funkční (nižší než uváděná, pokud se vůbec uvádí) životnost jednotlivých navrhovaných a použitých materiálů a výrobků v konkrétním prostředí novostavby, skutečné zatížení konstrukčních prvků nejenom mechanickým působením, ale i chemicko-fyzikálními vlivy, skutečné vlhkostní poměry v materiálech a vrstvách včetně trasy pohybu vody v konstrukci, reálné možnosti údržby částí konstrukcí, provozní realita, tj. skutečný způsob využívání a provozování stavebního díla. Při návrhu oprav betonových konstrukcí, jak vyplývá z předkládaných příkladů poruch, jsou potom zanedbávány často ještě: spolehlivé stanovení kombinace příčin poruch betonové konstrukce, tj. kvalitní diagnostický průzkum a jeho vyhodnocení zkušeným specialistou, spolupůsobení navrhovaných sanačních, přidávaných materiálů a vrstev s původními materiály a konstrukčními prvky, vyhodnocení ekonomické efektivnosti způsobu řešení opravy (souvisí s analýzou životního cyklu), kvalitní oponentura návrhu opravy nezávislou osobou (konzultantem), opatření k eliminaci častých a dnes již všeobecně známých prohřešků zhotovitele při provádění sanačních technologií, zejména takový návrh materiálů, systémů a technologických postupů, který se vyhýbá nebo snižuje počet citlivých míst realizace, reálný a smysluplný návrh kontrolního a zkušebního programu při realizaci a při převzetí díla, pozitivní a především negativní zkušenosti s projekty a se systémy oprav betonových konstrukcí v předchozím období, v ČR je to mezidobí přibližně v letech 1990 až Literatura: [1] ČSN EN Výrobky a systémy pro ochranu a opravy betonových konstrukcí Definice, požadavky, kontrola kvality a hodnocení shody Část 9: Obecné zásady pro používání výrobků a systémů [2] TKP 31 MD [3] BMS Systém hospodaření s mosty Prohlídkový a údržbový modul [4] CON REP NET sborníky z konferencí, pracovních jednání a informační listy ZÁVĚR Poznatky z předloženého příspěvku i výsledek výzkumného projektu CON REP NET, kde v posledním grafu jako nejčastější příčina poruch oprav v evrop ských zemích dominuje chyba návrhu opravy, vedou autora k názoru, že je nyní nezbytný sběr zkušeností a kvalitní analýza úspěšnosti oprav betonových konstrukcí v ČR s následnou tvorbou pravidel, vzorových detailů a vzorových řešení pro navrhování oprav betonových staveb. Potom by měl následovat další logický krok národní technická norma, která podrobněji rozpracuje a doplní ČSN EN :2008 v části Posouzení stavu a Strategie, zejména o prvky uvedené v předcházející kapitole Poznatky, a poskytne novou část Navrhování oprav. Současný stav a rozsah citované ČSN EN :2008 v uvedených částech je nedostatečný. Následně by potom mohly být aktualizovány rezortní technické předpisy. Fotografie: archiv autora (vlastní foto) Ing. Jan Hromádko Ředitelství silnic a dálnic ČR tel.: jan.hromadko@rsd.cz ING. VLADIMÍR VESELÝ OSLAVIL VÝZNAMNÉ ŽIVOTNÍ JUBILEUM 17. května t. r. oslavil významné životní jubileum Ing. Vladimír Veselý, dlouholetý člen redakční rady časopisu Beton, aktivní člen komise pro drátkobeton a člen technické skupiny Svazu výrobců betonu pro normotvorbu v oblasti betonu. Vladimír Veselý zastává pozici ředitele společnosti Betotech, s. r. o., která patří do skupiny Českomoravský beton, a. s., a zajišťuje prostřednictvím své sítě akreditovaných laboratoří zkoušky betonu, malt, potěrů a stavebních materiálů cementu, kameniva a popílků, poskytuje poradenství a účastní se programů výzkumu a vývoje. Ing. Veselý pracuje ve skupině od roku 1995, kdy nastoupil do funkce technika do společnosti Vulkan Bohemia, později se stal jednatelem vznikajících dceřiných společností v severních Čechách a od roku 1996 působí jako ředitel společnosti Betotech. Je jedním z iniciátorů projektu Beton University, souboru vzdělávacích seminářů zaměřených na odborná témata, který běží již šestým rokem a je zařazen do akreditovaného vzdělávacího programu v projektu celoživotního vzdělávání pro členy ČKAIT a ČKA. Krom vysokého pracovního nasazení se Vladimír věnuje i sportu. Dnes již sice není soutěžícím atletem, ale pracuje jako člen rozhodcovského sboru Českého atletického svazu. Ing. Veselého známe všichni jako fundovaného odborníka, skvělého kolegu a výborného kamaráda. Přejeme mu do dalších let hodně zdraví a úspěchů v pracovním i osobním životě. Zdeněk Gärtner 20 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

23 SANACE A REKONSTRUKCE REHABILITATION AND RECONSTRUCTION DIAGNOSTIKA STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ V PRAXI DIAGNOSTICS OF BUILDING STRUCTURES IN PRACTICE Jiří Litoš V příspěvku je na konkrétních příkladech popsáno několik obecně použitelných metod diagnostiky stavebních konstrukcí stavebně technický průzkum historické budovy, monitoring objektů sousedících s novostavbou při demolici původních objektů a následně při výstavbě nového objektu a statické zatěžovací zkoušky. This paper shows on specific examples some generally useful diagnostic methods of building structures recognition of a historical building, monitoring of neighbour buildings to a new construction while demolishing the original objects and building new objects and static load bearing tests. Oficiální definice slova diagnostika zní soubor detekčních metod pro určení stupně poškození materiálu a zařízení. Ve stavebnictví tento pojem zahrnuje soubor destruktivních i nedestruktivních metod, které byly mnohokrát popsány a které zjišťují skutečný stav určitých konstrukcí, a na základě zjištěného stavu se pak případně navrhují příslušná opatření. Důvodů, proč se i v současnosti, kdy je možné téměř vše počítačově simulovat, provádí experimentální ověřování a posuzování stavebních konstrukcí, je celá řada. Mezi ty nejdůležitější patří ověření spolehlivosti konstrukcí před jejich uvedením do provozu, experimentální vyšetření poškozených nebo opravovaných konstrukcí, monitoring stavebních konstrukcí či posouzení úrovně dynamického kmitání s ohledem na poškození sledované stavby. Následující článek se věnuje experimentálnímu vyšetřování konkrétních stavebních konstrukcí, které několik těchto metod využívají v netradičním pojetí. STAVEBNĚ-TECHNICKÝ PRŮZKUM Stavebně-technický průzkum (STP) je jednou z částí diagnostiky stavebních konstrukcí, stavebně-historický průzkum je dokonce rámcově zakotven i v zákoně. Průzkum může sloužit pro zjištění komplexního aktuálního stavu celé konstrukce nebo může řešit pouze lokální problém, jako např. zatékání, tvorbu plísně či trhliny v jednotlivých částech stavby. Výsledkem STP je zjištění stavu konstrukcí budov, analýza materiálových charakteristik stavebních hmot, složení konstrukcí, zjištění vad a poruch konstrukcí a jejich příčin, návrh nápravných opatření, stanovení priorit oprav, vyčíslení jejich finanční náročnosti, sestavení plánu oprav či zjištění odchylek od projektu. Před demolicí bývalé České typografie a stavbou nového Florentina v Praze v ulici Na Florenci byl proveden STP objektu označeného A (obr. 1), který byl součástí tohoto tiskařského areálu a jako jediný, díky své historické hodnotě, nepodlehl demolici. Tento objekt byl postaven v letech 1926 až 1928 firmou J. Blecha pro firmu L. G. Bondy a sloužil jako administrativní budova. Fasáda dle návrhu Gustava Fantla pochází z roku Cílem STP bylo zjištění systému, tvaru a rozměrů betonových základových konstrukcí, včetně materiálových charakteristik, a průzkum nosných svislých i vodorovných betonových konstrukcí objektu v 1. a 2. PP v oblasti plánované pasáže v úrovni 1. NP. Jedinými získanými podklady byly historické půdorysy podzemních podlaží a řez objektem (obr. 2a až c). Půdorys základových konstrukcí se nepodařilo získat. První zvolenou metodou STP bylo použití pulzního geologického radaru, který pracuje na principu registrace odrazů vysokofrekvenčního elektromagnetického vlnění od nehomogenit sledovaného prostředí. Přes značné snížení kvality signálu, způsobené konstrukční ocelovou výztuží betonové podlahy ve 2. PP objektu, byly provedeným průzkumem vymezeny lokální indikace nehomogenit v georadarových řezech. Na základě korelace georadarových řezů s archivními dokumenty (obr. 2c) bylo Obr. 1 Pražské Florentinum objekt A až H, sousední budovy sledované během stavby 1 až 9 Fig. 1 Florentinum in Prague objects A H, neighbour buildings monitored during the construction process 1 to 9 1 možné konstatovat, že radarové indikace neodporují zákresu konstrukce založení objektu v archivní dokumentaci. Cílem těchto měření georadarem bylo zejména vymezení hran základových konstrukcí a prokázání, zda se jedná o základové patky, základové pasy či základovou desku, což není ze získaného dokumentu patrné. Po získání výsledků z geofyzikálního průzkumu, které potvrzují platnost získaného dobového řezu základovou konstrukcí, byly pro komplexní doplnění průzkumu provedeny jádrové vývrty do základových konstrukcí. Vývrty měly taktéž potvrdit původní dokument a dále pak sloužily pro získání mocností základových konstrukcí a v neposlední řadě přinesly podrobné informace o materiálových charakteristikách použitého betonu. Vývrty byly situovány jak v blízkosti sloupů, tak mezi sloupy (obr. 2c). Účelem takového rozmístění bylo ověření, zda se základová deska ve stejném profilu nachází průběžně pod celým objektem či nikoli. U všech zmíněných vývrtů byla zjištěna totožná skladba. Nejprve byla odvrtána vrchní vrstva podlahové konstrukce s izolací a podkladním betonem, pak následoval násyp a nakonec samotná základová konstrukce. Ve všech případech jádrových vývrtů se konstrukce dělila ve vrstvách. Zřejmě tak nastalo v pracovních spárách, způsobených časovými odstupy jednotlivých betonáží. Ve druhém podzemním podlaží bylo provedeno celkem deset průzkumných jádrových vývrtů. Všechny provedené sondy potvrzují pravdivost dodaného dobového řezu konstrukcí základů (obr. 2c). Jediná 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 21

24 SANACE A REKONSTRUKCE REHABILITATION AND RECONSTRUCTION Obr. 2 Půdorysy s označením sloupů a s vyznačenou zájmovou oblastí: a) 1. PP, b) 2. PP, c) řez objektem Fig. 2 Layouts with marked columns and marked area of interest: a) 1 st underground floor, b) 2 nd underground floor, c) cross section Obr. 3 Georadarový řez (250 Hz) Fig. 3 Georadar section (250 Hz) Obr. 4 Fresky v paláci Des Fours porušené trhlinami Fig. 4 Frescoes in the Des Fours Palace with cracks Obr. 5 Charakteristické řezy konstrukcí střechy a měřená stojka střešní konstrukce Fig. 5 Characteristic sections of the roof structure and measured abutment of the roof structure Obr. 6 Schéma zatěžovací zkoušky Fig. 6 Load bearing test scheme 2a 2b 2c neznámá je v případě vrtu označeného V10 provedeného ve čtvrtém traktu objektu. V tomto případě nebylo možné z technických důvodů vrt dokončit, ale ze získaných indicií se i v tomto případě dá předpokládat pravdivost zmíněné dokumentace. Diagnostika svislých a vodorovných konstrukcí skeletového systému budovy již probíhala standardním způsobem, a to v kombinaci destruktivních i nedestruktivních metod. U přístupných konstrukcí byly provedeny jádrové vývrty a tam, kde nebylo možné odvrtávací aparaturu instalovat, byly provedeny zkoušky měření pevnosti betonu v tlaku pomocí Schmidtova kladívka. Zjištění stupně vyztužení spočívalo v lokalizaci betonářské výztuže pomocí Ferodetektoru a jejím následném obnažení pomocí bouracího kladiva. Ve všech zkoumaných vodorovných i svislých prvcích byla sondami zjištěna ocel kruhového průřezu s hladkým povrchem, která se lišila u různých prvků pouze průměrem. U sloupů bylo možné dle nalezené výztuže v jednotlivých konstrukcích konstatovat, že jsou tyto prvky vyztuženy souměrně, a to jak z hlediska vlastních os souměrnosti jednotlivých prvků, tak z hlediska příčné osy souměrnosti celého objektu, tzn. že prvky řady 5 jsou vyztuženy stejně jako prvky řady 8 (Sloup A5 = A8, B5 = B8, atd., obr. 2a). Dále se také prokázalo, že prvky jsou stejně vyztuženy i v obou podzemních podlažích (sloup A5_1PP = A5_2PP, atd.). Pruty tedy probíhají skrze stropní konstrukci v nezměněném počtu (vyjma stykování). Za zmínku určitě stojí také fakt, že veškerá destruktivně odhalená výztuž nevykazovala téměř žádné známky koroze. Veškeré zjištěné hodnoty STP prokázaly proveditelnost návrhu pasáže procházející objektem A v úrovni 1. NP do navazujících částí Florentina. V současnosti již tato pasáž plní svoji funkci. MONITORING STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ Při provádění staveb rozsáhlého charakteru, které ovlivňují své okolí, je prováděn také monitoring. Monitoring je soubor měření a sledování jak vlastní realizované konstrukce, tak i objektů v bezprostředním sousedství se stavbou. Zejména se jedná o měření, kterými je zjišťován pokles terénu, změna hydrogeologických poměrů nebo seizmické účinky od demoličních prací či stavební techniky. Sledovanými parametry jsou zejména deformace, náklony, poklesy, vznik a rozvoj poruch nosných konstrukcí nebo zatížení nadměrným hlukem. V těsné blízkosti novostavby Florentina se nachází několik dalších funkčních budov (obr. 1) a bylo třeba zajistit jejich monitoring tak, aby v průběhu demolice starých budov i stavby nového objektu u nich nedošlo k porušení statiky nebo k jinému poškození. První z budov byl palác Archa, kde kromě kancelářských a komerčních prostor sídlí i divadlo Archa, dále bytový dům, s nímž přímo sousedí objekt AXA, kde se nachází mimo jiné hotel a plavecký bazén. Na něj pak navazuje budova kongresového centra U Hájků, která jižní stěnou přímo sousedí s objektem Typografie. V sousedství kongresového centra se nachází budova Fakulty dopravní ČVUT, administrativ- 22 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

25 SANACE A REKONSTRUKCE REHABILITATION AND RECONSTRUCTION 3 4 ní budova a vedle ní rohový palác Des Fours, historicky cenná budova z let 1845 až Budova, dnes nepoužívaná, je bohužel ve velmi nelichotivém stavu, a proto si vyžádala zvýšenou pozornost. Posledním sledovaným objektem byla budova Výzkumného a vývojového ústavu dřevařského. Návrh metodiky monitorování byl vytvořen na základě pasportizace všech uvedených objektů před započetím demoličních prací. Pasportizaci i návrh metodiky provedli odborníci z ČVUT v Praze, částečně Experimentální centrum Fakulty stavební a částečně Kloknerův ústav. Navržené a schválené postupy monitoringu byly pak následně periodicky prováděny, kontrolovány a porovnávány s tzv. nulovým stavem. Metodika zahrnovala různé metody tak, aby jejich výsledky mohly poskytovat komplexní informace o sledovaných objektech. První navrženou metodou bylo geodetické měření, kdy byly měřeny svislé posuny metodou velmi přesné nivelace a vodorovné posuny metodou sítě geodetických bodů. Další použitou metodou bylo sledování šířky trhlin nalezených během pasportizace. V tomto případě byly použity dva postupy: jeden spočíval v lepení sádrových pásků kolmo přes trhliny s vizuální kontrolou jejich případného porušení, druhým navrženým postupem bylo sledování šířky a případného rozvoje trhlin pomocí deformetrů. K měření odklonu nosných konstrukcí od svislice byly použity inklinometrické snímače. Důležité bylo také měření rozevírání kleneb, vzhledem k povaze konstrukčního systému budov paláce Des Fours a bytového domu v ulici Na Poříčí, protože byly obavy z jejich rozevírání po plánovaném odebrání zeminy, která celá desetiletí působila svým tlakem na spodní nosné stěny objektů. Ve vybraných budovách byly také před započetím prací měřeny účinky technické seismicity v souladu s ČSN , např. v paláci Des Fours, v místnostech, kde jsou na stěnách vzácné fresky (obr. 4). Po celou dobu monitoringu probíhala detailní vizuální kontrola, zejména nejexponovanějších částí objektů, s průběžným vyhodnocováním případných změn. Monitoring byl přizpůsoben povaze a stavu jednotlivých sledovaných objektů a veškeré postupy, metody a časové intervaly měření byly projednávány 6 a schvalovány na tzv. radě monitoringu, ve které se setkávali zástupci všech participujících firem. Na těchto radách se posuzovaly výsledky měření, případně doporučovaly změny či mimořádná měření při zjištění zvýšení některých naměřených hodnot. Během celé doby monitoringu, který trval téměř dva roky, nebyly naměřeny žádné deformace, které by dosahovaly mimořádných hodnot. Významné změny byly naměřeny pouze v případě paláce Des Fours a hotelu AXA, který byl právě v rekonstrukci. Změny však souvisely s tím, že během zimních měsíců nebyly tyto budovy vytápěny a teplotní 5a 5b 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 23

26 SANACE A REKONSTRUKCE REHABILITATION AND RECONSTRUCTION Stojka A Stojka B 7 8a 8b roztažnost materiálů se navenek projevila jako smrštění objektů, které bylo vyhodnoceno jako odklon budovy od stavební jámy. Nadstandardní spolupráce stavebních firem a výzkumných pracovišť společně s investorem umožnila ochranu budov s architektonickou i historickou hodnotou v průběhu náročných demoličních a stavebních prací. STATICKÉ ZATĚŽOVACÍ ZKOUŠKY K přímému zjištění či ověření deformačních charakteristik konstrukcí v závislosti na zatížení se používají statické zatěžovací zkoušky. Jejich výsledky slouží především pro zjištění funkce zkoušené konstrukce, hodnocení její spolehlivosti z hlediska mezních stavů použitelnosti, hodnocení výpočtových modelů nebo posouzení spolehlivosti konstrukce, zejména v případě pochybností o shodě jejího provedení s požadavky návrhu. Měřenými parametry jsou v tomto případě zejména deformace, průhyby, posuny nebo poměrná přetvoření. Zjišťování deformací střešní konstrukce Statická zatěžovací zkouška byla provedena při zjišťování deformací střešní konstrukce stadionu Slavie Praha. Nosná konstrukce střechy stadionu byla navržena z ocelových prvků a tvoří jeden velký celek bez dilatací. Tímto je dosaženo potřebné prostorové spolupůsobení excentricky podepřené konstrukce. Zastřešení tvoří uzavřený prstenec po celém obvodě stadionu, a to v celé půdorysné ploše tribun. Důvodem zkoušky bylo zjištění deformací střešní konstrukce vyvozené proudícím vzduchem. Především ve východní části tribuny může nastat situace, kdy rychlost proudu vzduchu mezi Obr. 7 Pohled na měřené stojky Fig. 7 View to the measured abutment Obr. 8 a) Měření posunů čepů stojky, b) měřící systém (struna snímač předpínací pružina) Fig. 8 a) Mesuring of the abutment hinges, b) measuring system (string sensor prestressed spring) Obr. 9 Bezkontaktní měření posunu spodních čepů stojek Fig. 9 Contactless measurment of the shift of the lower abutment hinges Obr. 10 Hydraulický válec vložený do vzpěry Fig. 10 Hydraulic drum placed into the brace tribunou a spodní plochou střechy bude výrazně vyšší než při horním povrchu střechy. Střecha tak bude přitěžována zvýšeným sáním při dolním povrchu. Rozhodující pro stabilitu celé konstrukce je vodorovná tuhost prstence. Během výstavby došlo ke změně projektu a podhledový trapézový plech byl nahrazen dřevěnými prkny a bylo obtížné stanovit horizontální tuhost výpočtem. Skutečná tuhost tak byla zjištěna zatěžovací zkouškou. Požadavkem zatěžovací zkoušky bylo zjištění vlivu vodorovného zatížení střední dvojice střešních vazníků východní části tribuny na chování stojek (obr. 5). Prvním měřeným parametrem bylo zjištění relativního posunu horních čepů stojek vůči spodním čepům vyklonění stojek (obr. 6, označeno S). Dalším měřeným parametrem bylo zjištění absolutního posunu dolních čepů stojek odtlačení konstrukce tribuny vůči sousedním dilatačním polím tribuny (obr. 6, označeno L). Vodorovné zatížení v oblasti dvou středních vazníků východní tribuny mělo být 2 x 100 kn ve třech postupných krocích. Po konzultaci se zadavatelem zkoušky bylo dohodnuto, že vodorovné zatížení bude do konstrukce vneseno pomocí vložené šikmé vzpěry (obr. 6, označeno F), ve které bude vyvozen tlak postupně 50, 100 a 150 kn. K monitorování relativního posunu horního vůči spodnímu čepu stojek A a B (obr. 7) byly použity induktivní snímače dráhy. Při měření bylo jádro snímače spojeno s měřeným bodem pomocí ocelové struny. Soustava struna snímač předpínací pružina byla na jednom konci ukotvena v měřeném bodě na nosné konstrukci čepu stojky, na druhém konci byla tato soustava upevněna na betonové konstrukci stěny ochozu (obr. 8). K získání požadované hodnoty byly měřeny posuny obou čepů stojek vztažené ke zmíněné stěně, ze kterých byla následně získána hodnota jejich vzájemného posunu. Absolutní posun dolních čepů stojek A a B vzhledem k okolním stojkám byl měřen bezkontaktní metodou pomocí laserových snímačů dráhy sledujících vzdálenost měřených bodů od lanka nataženého mezi stojkami sousedních dilatačních polí tribuny (obr. 9). Na takto nataženém lanku byly zavěšeny odrazné destičky pro odraz signálu laserových snímačů. Střecha byla zatížena dvojicí vodorovných sil. Síly působily současně při dolním pase středních vazníků, kam byly vnášeny prostřednictvím šikmých vzpěr. Síly byly vyvozovány dvojicí hydraulických válců, které byly pomocí přírub, speciálně vyrobených pro tento konkrétní případ zkoušky, vloženy do těchto šikmých vzpěr. Zatěžovací válce byly napojeny na hydraulické pumpy s odečítáním hodnot z manometrů (obr. 10). Oba hydraulické válce bylo nutné předem nakalibrovat v laboratoři, aby byl zjištěn přepočet tlaku oleje v soustavě, který ukazovaly manometry na výslednou sílu válce v kn. Požadavkem zadavatele bylo, aby ce- 24 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

27 SANACE A REKONSTRUKCE REHABILITATION AND RECONSTRUCTION 9 10 lá zkouška byla provedena za bezvětří a do konstrukce tak nebyly vnášeny přidané síly. Rychlost větru byla proto monitorována anemometrem umístěným nad střechou tribuny. Měření bylo doplněno monitorováním průběhu teploty prostředí pomocí platinových teploměrů. Zatěžování probíhalo postupně ve třech krocích a při každém zatěžovacím stupni byla síla vnášena do konstrukce po dobu 60 s. Po odlehčení konstrukce byla změřena trvalá deformace zatěžované konstrukce. Stejný postup zatěžování byl opakován celkem třikrát. Při maximálním zatížení vykazovaly deformace cca polovičních hodnot, než byla maximální výchylka stanovená porovnávacím výpočtem, který vycházel z horizontální tuhosti prstence střechy potřebné pro bezpečné zajištění stability konstrukce namáhané nejnepříznivější kombinací zatížení. ZÁVĚR Článek popisuje na konkrétních příkladech několik metod diagnostiky stavebních konstrukcí. Pomocí stavebně-technického průzkumu budovy v těsném sousedství nové stavby Florentina na pražském Florenci byly ověřeny a doplněny historické dokumenty a výsledky tohoto průzkumu zároveň sloužily pro další projektovou činnost svázanou s návrhem nové pasáže procházející tímto objektem v oblasti 1. NP. Při stavbě Florentina byl proveden také monitoring všech okolních budov v bezprostřední blízkosti nejprve demolice původních a poté nově vznikajících objektů. Vzhledem k charakteru stavby sloužil monitoring jako bezpečností indikátor všech činností, které byly na stavbě prováděny. Zatěžovací zkouška ocelové konstrukce na stadionu Slavie Praha v Edenu naproti tomu prokázala spolehlivost a bezpečnou stabilitu nově postavené stavby. Naměřené deformace mnohdy i několikanásobně splňovaly požadavky dané statickým výpočtem či dané bezpečným a spolehlivým provozem instalovaných zařízení. Všechna v článku popisovaná měření byla provedena pracovníky Experimentálního centra stavební fakulty ČVUT v Praze. Článek vznikl za podpory projektu Centrum excelence v základním výzkumu P105/12/G059. doc. Ing. Jiří Litoš, Ph.D. Fakulta stavební ČVUT v Praze Experimentální centrum tel: litos@fsv.cvut.cz Firemní prezentace 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 25

28 SANACE A REKONSTRUKCE REHABILITATION AND RECONSTRUCTION ANALÝZA, DIAGNOSTIKA A SANÁCIA TRHLÍN V STENÁCH BETÓNOVÝCH NÁDRŽÍ ANALYSIS, DIAGNOSIS AND REPAIR OF CRACKS IN CONCRETE TANK WALLS Juraj Bilčík, Jiří Dohnálek Rozhodujúca vlastnosť betónových nádrží nepriepustnosť úzko súvisí so vznikom a charakterom trhlín. Počas skúšok vodonepriepustnosti alebo krátko po začatí prevádzky nádrží sa často v stenách prejavujú zvislé deliace trhliny, cez ktoré dochádza k líniovým priesakom zadržiavanej kvapaliny. Dlhodobé priesaky môžu vyvolať nevratné poškodenie nádrží a prípadne aj zamorenie životného prostredia. Vzhľadom na závažnosť výskytu presakujúcich trhlín z hľadiska spoľahlivosti nádrží sa v prvej časti príspevku analyzujú príčiny a následky ich vzniku a v druhej časti metódy na ich diagnostiku a utesnenie. The crucial characteristic of concrete tanks tightness is strongly influenced by the development and character of cracks. During watertight tests or soon after commissioning of the tanks, vertical separation cracks allowing liquids to leak through the walls is often observed. Long-term leakage can cause irreversible damage to the tank and possibly contamination of the environment. Considering the importance of leaking cracks in terms of the reliability of tanks, the contribution in the first part analyses causes and consequences of their occurrence and in the second part analyses methods for their diagnostic and sealing. Trvalo udržateľný rozvoj spoločnosti je nepredstaviteľný bez rozvoja environmentálnej infraštruktúry. Dôležitou súčasťou tejto infraštruktúry sú aj betónové nádrže (obr. 1). V nasledujúcich rokoch možno očakávať nárast výstavby nádrží, najmä v súvislosti so záväzkami členských krajín EU na odkanalizovanie a napojenie obcí nad obyvateľov na ČOV a zvyšovanie podielu elektrickej energie vyrábanej z obnoviteľných zdrojov energie, medzi ktoré patria aj bioplynové stanice. Napriek tomu, že v časopise Beton TKS boli publikované viaceré články o betónových nádržiach [1] až [3], vychádzajúc z poznatkov o pretrvávajúcich problémoch pri navrhovaní, zhotovovaní a sanácií nádrží v posledných rokoch, považujú autori predložený príspevok za nanajvýš aktuálny. Všeobecné pravidlá na navrhovanie betónových konštrukcií obsahuje EN [4]. EN [5] uvádza dopĺňajúce pravidlá na návrh tých častí konštrukcie, ktoré priamo zachytávajú zadržiavanú kvapalinu. Zadržiavanie a úprava kvapalín prebieha najčastejšie v kvádrových alebo valcových betónových nádržiach. Nádrže sa zhotovujú z vodonepriepustného betónu, ktorý po vhodnom návrhu a dobrom spracovaní zabezpečí, že nedôjde k plošným priesakom cez prvky nádrže. Minimálna hrúbka steny vodonepriepustnej konštrukcie, pri uvážení hrúb ky krycej vrstvy, polohy výstuže, tesnenia škár a zabetónovaných prvkov, musí umožniť betonáž a splnenie nosných a tesniacich funkcií, ako aj všetkých ostatných požadovaných vlastností. Hrúbka obvodových stien vodotesnej nádrže (vodotesnosť zabezpečuje vodotesný povlak alebo výstelka) nemá byť vo všeobecnosti menšia ako 120 mm pre triedu tesnosti 0, resp. 150 mm pre triedu 1 alebo 2 [5]. Minimálna hrúbka vodonepriepustnej nádrže (vodonepriepustnosť zabezpečuje vodonepriepustný betón) pre triedu tesnosti 3 je 240 mm, pri použití špeciálnych technologických a realizačných opatrení 200 mm [6]. Dodržaním uvedených požiadaviek by sa v stenách betónových nádrží nemali vyskytovať plošné priesaky. Často sa však cez trhliny a/alebo netesné pracovné škáry zaznamenávajú líniové priesaky. Z dôvodov životnosti konštrukcie, resp. ochrany životného prostredia, či obsahu nádrže sa nepripúšťa alebo limituje infiltrácia, resp. exfiltrácia kvapalín. Šírku trhlín v závislosti od triedy tesnosti obmedzuje EN , ako aj nižšie uvedené smernice. Trhliny prechádzajúce cez celý prierez (deliace trhliny) obmedzujú používateľnosť (priesaky) a trvanlivosť (korózia betónu a výstuže) a v extrémnych prípadoch aj odolnosť a stabilitu nádrží. UPLATNENIE VODONEPRIEPUSTNÝCH NÁDRŽÍ Betón má v konštrukcii okrem nosnej funkcie často aj iné úlohy: vodoneprie- 1a 1b 26 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

29 SANACE A REKONSTRUKCE REHABILITATION AND RECONSTRUCTION 2a 2b 2c Obr. 1 Celkový pohľad na betónové nádrže, a) čistiareň odpadových vôd, b) bioplynová stanice Fig. 1 General view to the concrete tanks, a) wastewater treatment plant, b) biogas plant Obr. 2 Hĺbka trhlín zodpovedá rozdeleniu napätí v betóne: a) deliace trhliny, b) čiastočné trhliny, c) povrchové trhliny Fig. 2 Crack depth corresponds to the distribution of stresses in concrete: a) separation cracks, b) flexural cracks, c) surface cracks pustnosť, mrazuvzdornosť, odolnosť voči vysokým teplotám a obrusovaniu. Betón nie je vodotesný, ale môže byť vodonepriepustný. Vodonepriepustnosť betónu poznali už starovekí Rimania a využívali ju na stavbu akvaduktov a nádrží. V posledných dekádach sa vodonepriepustnosť betónu využíva i na konštrukcie vystavené účinkom podzemnej vody (suterény budov, hĺbené tunely). Pre tie sa zaužíval názov biele vane (BV). Na navrhovanie a zhotovovanie vodonepriepustných betónových konštrukcií boli v Rakúsku (1999) a Nemecku (2003) vydané smernice. V Česku bola prevzatá preložená rakúska smernica (2006) a na Slovensku vznikla na podklade nemeckej smernice SmeBV [7] (2012). Rakúska smernica pri návrhu BV nevychádza z EN a je viazaná na cementy bez obsahu C 3 A. Koncepcia BV vychádza z poznania, že betón požadovanej kvality a hrúbky je bez ohľadu na veľkosť hydrostatického tlaku vodonepriepustný. Z hľadiska vzniku a rozvoja deliacich trhlín sa rozlišujú tri koncepcie návrhu a zhotovenia konštrukcie BV [6], [7]: bez deliacich trhlín sa dosiahne konštrukčnými, technologickými a výrobnými opatreniami, s deliacimi trhlinami so šírkou umož ňujúcou ich samoutesnenie sa získa návrhom a usporiadaním betonárskej výstuže na medzný stav šírky trhlín, s deliacimi trhlinami s maximálnou šírkou podľa tab. 7.1N v EN , ktoré sa dodatočne utesnia. Z uvedeného je zrejmé, že deliace trhliny majú rozhodujúci vplyv na funkčnosť koncepcie BV. Podľa smeru tesniacej funkcie možno konštrukcie rozdeliť na dve skupiny. Prvú tvoria konštrukcie brániace presakovaniu podzemnej vody do vnútorných priestorov stavby (suterény budov, technologické šachty a pod.), druhú konštrukcie na zadržiavanie vody (priehrady, nádrže, kanalizačné zberače a pod.). Všeobecne platí, že pre prvú skupinu konštrukcií možno uplatniť koncepciu BV. Vyvstáva otázka či koncepciu BV možno použiť aj na druhú skupinu, konkrétne na nádrže. Odpoveď nie je jednoduchá ani jednoznačná. V rámci predloženého článku sa autori pokúsili analyzovať podmienky použitia koncepcie BV pre nádrže. ANALÝZA TRHLÍN V STENE NÁDRŽÍ Limitné šírky trhlín Nádrže na kvapaliny je vhodné triediť z hľadiska požadovaného stupňa ochrany proti priesaku. Zatriedenie priepustnosti betónu uvádza EN v tab. 1. V stenách betónových nádrží sa rozlišujú trhliny, s ohľadom na: smer trhlín: zvislé, vodorovné a šikmé, hĺbku trhlín: deliace, čiastočné a povrchové (obr. 2), zmeny šírky trhlín: pasívne a aktívne. Pri hodnotení vodonepriepustnosti stien nádrží je dôležitá najmä hĺbka a aktivita trhlín. Povrchové trhliny nepredstavujú z tohto hľadiska riziko. Čiastočné (ohybové) trhliny sa považujú za vodonepriepustné, ak výška tlačenej zóny je väčšia ako 50 mm. Výnimku tvoria steny, kde dochádza vplyvom priameho alebo nepriameho zaťaženia k striedavému namáhaniu. Ak šírka deliacich trhlín je menšia ako w max, možno očakávať samoutesnenie trhlín, ktoré bráni priesaku vody, ak nádrže počas prevádzky nie sú vystavené významným zmenám zaťaženia alebo teploty. Na obr. 3 sú zobrazené maximálne šírky trhlín podľa STN EN a smerníc [6], [7]. Z hľadiska dynamiky šírky trhlín sa rozlišujú aktívne trhliny, ktoré menia šírku (od vplyvu zaťaženia, zmeny teploty a pod.), a pasívne trhliny, ktoré majú konštantnú šírku. Samoutesnenie trhlín je reálne u pasívnych trhlín. Keď sa hladina kvapaliny v nádr žiach mení a/alebo nádrže sú vystavené zmenám teploty a vlhkosti, je zrejmé, že zvislé trhliny v stenách nádrží majú charakter aktívnych trhlín a nemožno očakávať, že samoutesnenie zabezpečí ich vodonepriepustnosť. Samoutesnenie možno predpokladať u zasypaných nádrží s ustálenou hladinou kvapaliny. Príčiny a obmedzenie vzniku deliacich trhlín Rozlišujú sa dve hlavné príčiny vzniku a rozvoja trhlín v betónových konštrukciách: od účinku priamych zaťažení vznikajú statické trhliny, od účinku nepriamych zaťažení (objemových zmien) vznikajú technologické trhliny. Od statických účinkov tlaku náplne alebo zásypu nádrže vzniká v základových doskách a stenách kombinácia ohybových momentov a normálových síl. Tie v základových doskách a stenách kvádrových nádrží väčšinou vyvolávajú čiastočné trhliny. Ako primárnu príčinu vzniku deliacich trhlín možno označiť pretvárne účinky objemových zmien (teplotné rozdiely a zmrašťovanie betónu), v stenách valcových nádrží aj účinok ťahovej normálovej sily od hydrostatického tlaku. Ak sa styk steny monoliticky spojenej so základovou doskou presnejšie neanalyzuje, predpokladá sa dokonalé votknutie steny do základovej dosky. Pri betónovaní steny na zatvrdnutú základovú dosku vzniknú vplyvom nárastu hydratačného tepla v stene naj prv tlakové napätia. Pri ochladzovaní (analogicky aj pri zmrašťovaní) betónu steny má tento snahu sa skrá- 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 27

30 SANACE A REKONSTRUKCE REHABILITATION AND RECONSTRUCTION 3 4 σ σ σ σ σ σ σ σ σ tiť. Tuhé spojenie so základovou doskou bráni deformácii, čo má za následok vznik vodorovných ťahových napätí a často aj zvislých deliacich trhlín. Tieto vychádzajú z pracovnej škáry medzi základovou doskou a stenou nádrže, dosahujú dĺžku niekoľko metrov a môžu siahať až po horný okraj steny. Z obr. 4 je zrejmé, že veľkosť ťahového napätia σ ct na spodnom okraji steny je takmer nezávislá od dĺžky steny. Dĺžka steny má však vplyv na priebeh ťahových napätí po výške steny. Od pomeru L/H > 2 sa zvyšuje riziko vzniku zvislých deliacich trhlín. Obmedzenie tvorby a rozvoja zvislých deliacich trhlín v stene možno dosiahnuť rozdelením steny pracovnými škárami na menšie betónovacie úseky, resp. vytvorením nepravých škár, predpätím steny alebo predpätím steny a základovej dosky, technologickými opatreniami na zníženie hydratačnej teploty betónu, kontrolou šírky trhlín betonárskou výstužou. Rozdelenie steny a nepravé škáry Zhotovovanie nádrží vyžaduje dodržiavanie všeobecných požiadaviek platných pre zhotovovanie betónových konštrukcií podľa EN [9]. Rozdelenie základovej dosky a stien na vhodné betónovacie úseky by mal, po dohode s ostatnými účastníkmi stavby, navrhnúť projektant. Veľkosť obmedzenia pretvorenia stien monoliticky spojených so základovou doskou závisí od pomeru tuhosti stena/základová doska/zemina a dĺžky betónovacích úsekov. Ak to inými opatreniami nie je možné alebo iba za cenu vysokých nákladov, možno ťahové napätia od objemových zmien účinne obmedziť vytvorením nepravých škár. Tak sa dosiahne, že úseky steny medzi škárami budú bez trhlín. Vzdialenosť medzi nepravými škárami sa stanoví na základe podmienok uloženia, nemala by byť väčšia ako dvoj- až štvornásobok výšky steny. Nepravá škára (riadená trhlina) vznikne plánovaným oslabením betónového prierezu steny za účelom vzniku deliacej trhliny. V mieste oslabenia sa vloží izolačný pás kolmo na plánovanú riadenú trhlinu. Predpätie steny alebo predpätie steny a základovej dosky Na zistenie napätosti od predpätia treba uvážiť aj obmedzenia pretvorení závislé od podmienok uloženia. V predpätých základových doskách sa zohľadnia straty od trenia v základovej škáre alebo z väzieb k pilótam, základovým pásom a pod. Pre predpäté steny treba urobiť podrobnú analýzu rozdelenia predpínacích síl, aby sa zabezpečila účinnosť predpätia v požadovaných oblastiach. Vzhľadom na neistoty pri stanovení obmedzenia pretvorení a nepriamych zaťažení by predpätie, po uvážení všetkých ťahových napätí a strát, malo vyvolať stredné návrhové tlakové napätie v betóne približne 0,5 MPa. Ak predpätie slúži na zabránenie vzniku trhlín od účinkov hydratačného tepla, treba ho zaviesť čo najskôr. Vneseniu predpätia do steny bráni tuhosť základovej dosky, čo vzhľadom na rozmery nádrží môže byť technologicky náročné a nákladné. Návrh železobetónovej steny valcovej nádrže na medzný stav vzniku trhlín vedie k masívnym prierezom: stena hrúbky 800 mm je schopná, bez vzniku trhlín, preniesť tlak vody zodpovedajúci výške vody približne 8 m (obr. 5a), čím sa zvyšuje aj plocha minimálnej výstuže. Z uvedeného je zrejmé, že železobetónové steny valcovej nádrže navrhnuté na medzný stav vzniku trhlín sú použiteľné iba pre nízke nádrže. Vodorovným predpätím sa môže zabrániť vzniku zvislých deliacich trhlín, ako od účinku objemových zmien, tak aj od tlaku kvapalín. Na tento účel sa osvedčili vonkajšie predpínacie laná Lp 15, MPa (Monostrand). Výhodou použitia týchto lán je nielen ich spoľahlivá protikorózna ochrana, ale aj výrazné zmenšenie strát od trenia (μ = 0,05) oproti klasickým injektovaným káblom (μ = 0,2 až 0,35). Týmto spôsobom sa podarilo dodatočne uzavrieť zvislé trhliny v stenách vyhnívacích nádrží a zabezpečiť ich vodo- a plynonepriepustnosť [10]. Príklad rozmiestnenia lán po výške steny je znázornený na obr. 5b. Pre kvádrové nádrže je výhodnejšie kombinovať technologické opatrenia a návrh výstuže na kontrolu trhlín. Technologické opatrenia na zníženie hydratačnej teploty Proces tvrdnutia betónu je sprevádzaný vývojom hydratačného tepla, ktorého časový priebeh nie je rovnomerný. V počiatočnej fáze tvrdnutia dochádza k nárastu teploty, pričom maximálna teplota sa dosahuje jeden až tri dni po betónovaní. V ďalších dňoch dochádza k relatívnemu poklesu teploty, ktorý je sprevádzaný skrátením betónu, úmerným rozdielu teplôt. Ak sa 28 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

31 SANACE A REKONSTRUKCE REHABILITATION AND RECONSTRUCTION Obr. 3 Maximálne šírky trhlín w max z hľadiska ich samoutesnenia Fig. 3 Maximum crack widths w max with regard to their autogenous healing Obr. 4 Ťahové napätia v stene kvádrovej nádrže od poklesu teploty pre rôzne pomery L/H [8] Fig. 4 Tensile stresses in the wall of a rectangular tank, resulting from a drop in temperature for different ratios L/H Obr. 5 Pohľad na steny vyhnívacích nádrží: a) priesak pri skúške vodonepriepustnosti, b) po zosilnení vonkajšími predpínacími lanami (fotografie M. Chandoga) Fig. 5 View on the walls of digestion tanks: a) leakages during the watertightness test, b) after strengthening with external post-tensioning (reprinted with courtesy of M.Chandoga) skráteniu bráni, vznikajú napätia. Keď sú napätia väčšie ako aktuálna ťahová pevnosť betónu f ct,eff, vznikajú deliace trhliny. V tejto súvislosti treba zohľadniť tieto vplyvy [7]: teplotu čerstvého betónu, zvýšenie teploty tvrdnúceho betónu od hydratačného tepla, ochladzovanie betónu v konštrukcii, klimatické vplyvy. Na obmedzenie vzniku a šírky technologických trhlín je výhodné, ak má 5a čerstvý betón (ČB) nízku teplotu, pri tvrdnutí betón vyvíja menšie hydratačné teplo a neskoršie sa pomalšie ochladzuje. Teplota ČB ovplyvňuje začiatok tuhnutia, čas tuhnutia i počiatočné tvrdnutie betónu. Je významná pri betónovaní pri nízkych a vysokých teplotách ovzdušia. Teplota ČB by mala byť rovnomerná počas celej doby betónovania, pričom by sa mala pohybovať v rozmedzí 10 C až 25 C. Optimálna teplota ČB pri ukladaní je 12 C až 18 C. Na výrobu betónu do BV sa zvyčajne používajú čo najnižšie dávky cementov s nízkym alebo veľmi nízkym hydratačným teplom, prímesi typu II, čiara zrnitosti kameniva obvykle s maximálnym zrnom D max 22 pre základové dosky a D max 16 pre steny a prísady umožňujúce zníženie dávky zámesovej vody (w/c 0,55), pri dodržaní požadovanej konzistencie betónu v čase jeho ukladania. Použitie vysokopecného cementu na zhotovovanie vodonepriepustných konštrukcií je výhodné z hľadiska intenzity, aj celkového uvoľneného hydratačného tepla. Nemenej dôležitý je tiež priaz nivý vplyv vysokopecných cementov na odolnosť betónu voči chemicky agresívnemu prostrediu [10]. 5b Predpísaná doba zretia betónu má významný vplyv na jeho zloženie a vlastnosti v čerstvom a zatvrdnutom stave. Použitie smernice [7] umožňuje predĺženie doby zretia z 28 na 56, resp. 90 dní (skúšanie vlastností betónu po 56, resp. 90 dňoch). To dovoľuje znížiť dávku cementu, použiť cement s pomalším nárastom pevnosti a teda aj nižším hydratačným teplom. Pre vodonepriepustné betónové konštrukcie sú vhodné betóny pevnostnej triedy C20/25 a C25/30. Vyššie pevnosti sa neodporúčajú, nakoľko úmerne s nárastom pevnosti betónu sa zvyšuje plocha výstuže potrebnej na kontrolu šírky trhlín, resp. náklady na ich dodatočné utesnenie. Táto požiadavka môže byť v prípade agresívnejšieho prostredia (XC4, XA2 a XA3) v rozpore s odporúčaniami tabuľky F.1 v EN NA. Odporúča sa použiť iné primárne a sekundárne opatrenia na ochrana betónu a výstuže voči týmto stupňom prostredia alebo akceptovať vyššiu triedu pevnosti a počítať so zvýšenou plochou výstuže na kontrolu šírky trhlín. Ošetrovanie vodonepriepustného be tónu musí okrem bežných požiadaviek zohľadniť aj tepelno-technické 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 29

32 SANACE A REKONSTRUKCE REHABILITATION AND RECONSTRUCTION 6 Obr. 6 So zmenšovaním predpísanej šírky trhliny w max klesá hladina spoľahlivosti [13] Fig. 6 By reduction of the prescribed crack width w max decreases the confidence level [13] hľadisko. Ochladzovanie betónu jednotlivých častí nádrže musí byť regulované (v závislosti od ich hrúbky, poveternostných podmienok a pod.) tak, aby aktuálna pevnosť betónu v ťahu bola v každom čase väčšia ako ťahové napätia od objemových zmien. Jedným z účinných opatrení na obmedzenie nepriaznivých účinkov hydratačného tepla a zmrašťovania betónu je aj predĺženie doby ponechania konštrukcie v debnení. Kontrola šírky trhlín Návrh a overenie výstuže nádrže na účinky priameho zaťaženia pre MSÚ sa riadi STN EN Navrhnutá výstuž musí spĺňať podmienky spoľahlivosti a minimálneho stupňa vystuženia. Usporiadanie výstuže musí vyhovovať konštrukčným zásadám a umožniť bezproblémové uloženie a zhutnenie ČB v zmysle STN EN Železobetónové prvky vodonepriepustných konštrukcií sú spravidla vystužené betonárskou výstužou v tvare pravouhlej siete pri oboch povrchoch. Ak má výstuž obmedzovať šírku trhlín, postupuje sa pri návrhu výstuže a kontrole šírky trhlín podľa STN EN nasledovne: návrh minimálnej plochy výstuže na obmedzenie šírky trhlín, overenie navrhnutej výstuže sa robí kontrolou šírky trhlín: - bez priameho výpočtu alebo - výpočtom šírky trhlín. Návrh výstuže na kontrolu šírky trhlín bez priameho výpočtu, aj s priamym výpočtom sa podrobne analyzuje v článkoch [11], [12]. Návrh výstuže, ako aj výpočet šírky trhlín je založený na viacerých predpokladoch a zjednodušeniach. Ako hlavné príčiny rozdielov medzi vypočítanou a na konštrukcií zmeranou šírkou trhlín možno označiť: zjednodušenia výpočtového modelu, rozptyl skutočných účinkov a ma teriá lových vlastností, kvalitu zhotovenia. Na základe uvedeného nemožno vypočítanú šírku trhliny vnímať ako fyzikálnu skutočnosť, ale skôr ako reprezentatívnu hodnotu. So zmenšovaním predpísanej maximálnej šírky trhlín w max klesá hladina spoľahlivosti vypočítanej šírky trhlín. Na obr. 6 je znázornený priebeh hladiny spoľahlivosti, pričom šírka trhliny bola vypočítaná podľa národnej prílohy k DIN EN Ak by šírka trhlín bola vypočítaná podľa EN bol by pokles spoľahlivosti so zmenšujúcou sa šírkou trhliny miernejší. Pri návrhu vodonepriepustnej betónovej konštrukcie treba preto uvažovať aj s nákladmi na utesnenie určitého počtu trhlín. Množstvo trhlín, ktoré treba utesniť, a tým aj náklady závisia od kvality návrhu a zhotovenia konštrukcie. Obmedzenie šírky trhlín nie je dôležité iba z hľadiska samoutesnenia, ale aj možnosti ich dodatočného utesnenia náterovým systémom alebo injektážou. Náterové systémy i injektážne živice majú obmedzenú pretvoriteľnosť, čo pri nekontrolovanej dynamike šírky trhliny môže spôsobiť ich porušenie. Vychádzajúc z nesprávneho predpokladu, že v stenách obdĺžnikových nádrží je nosná zvislá výstuž, sa návrh vodorovnej výstuže stien často zanedbáva. Najmä pri návrhu nádrží si treba uvedomiť, že okrem priameho zaťaženia pôsobia na nosné prvky aj nepriame a environmentálne zaťaženia. Úlohou vodorovnej výstuže v stene nádrže je aj kontrolovať šírku trhlín od nepriameho zaťaženia (objemové zmeny betónu). Väčšina v stenách nádrží zaznamenaných presakujúcich zvislých deliacich trhlín je dôsledok nedostatočnej vodorovnej výstuže v kombinácií so zanedbaním technologických opatrení na zníženie hydratačnej teploty. Nádrže reaktorov Osobitnú kategóriu nádrží tvoria tzv. reaktory (vyhnívacie nádrže, fermentory a pod.). Vodo- a plynotesnosť betónu má zaručiť, že produkty kvase- Literatúra [1] SCHEJBAL, R. Betonové konstrukce nádrží, požadavky na stavby, působící vlivy prostředí a dopady na návrh staveb a na provádění sanací. Beton TKS, 2011, č. 3, s. 3 9 [2] MILICH, J., KOCOUREK, R. Výstavba kruhových monolitických železobetonových nádrží. Beton TKS, č. 2/2012, s [3] KOHOUTEK, T., ŠACH, J., TOBOLKA, Z. Zkušenosti ze sanací betonových nádrží čistíren odpadových vod. Beton TKS, 2003, č. 3, s [4] STN EN :2006 Navrhovanie betónových konštrukcií. Časť 1-1 Všeobecné pravidlá a pravidlá pre pozemné stavby, 200 s. [5] STN EN :2007 Navrhovanie betónových konštrukcií. Časť 3 Nádrže na kvapaliny, zásobníky, 24 s. [6] Erläuterungen zur DAfStb-Richtlinie Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton. Deutscher Ausschuss für Stahlbeton, Berlin 2006, Heft 555, 52 s. [7] SKSI:2012 Smernica pre vodonepriepustné betónové konštrukcie biele vane (SmeBV), 67 str. [8] LOHMAYER, G., EBELING, K. Weisse Wannen einfach und sicher. 9 überarbeitete Auflage, Verlag Bau + Technik, 2009, 461 s. [9] STN EN 13670: 2010 Zhotovovanie betónových konštrukcií, 64 s. [10] BILČÍK, J., HALAŠA, I. Špeciálne požiadavky na vodonepriepustné časti betónových konštrukcií budov. Beton TKS, 2013, č. 1, s [11] ŠMEJKAL, J., PROCHÁZKA, J. Výpočet šírky trhlin 1. část. Beton TKS, 2014, č. 6, s [12] ŠMEJKAL, J., PROCHÁZKA, J. Výpočet šírky trhlin 2. část. Beton TKS, 2015, č. 1, s [13] TIMM, G. Wasserundurchlässige Bauwerke aus Beton. Beton- und Stahlbetonbau 99 (2004), Heft 7, s [14] BUSCHMEYER, W., ESSER, A. Entwurf von Flüssigkeitsbehältern Bemerkungen zur Anwendung der WU-Richtlinie. Beton- und Stahlbetonbau 104 (2009), Heft 5, s [15] BUSCHMEYER, W., FASTABEND, M. Vorgespannter Stahlbeton. Bemerkungen zur internen Vorspannung ohne Verbund. Betonund Stahlbetonbau 99 (2004), Heft 3, s [16] BILČÍK, J., CHANDOGA, M. Zosilňovanie valcovitých betónových konštrukcií predpätím. Beton TKS, 2010, č. 3, s [17] PERLA, J., BENKO, V., KENDICKÝ, P. Zesílení aktivačních nádrží ČOV. In: Sanace 2013, Brno , s BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

33 SANACE A REKONSTRUKCE REHABILITATION AND RECONSTRUCTION nia ferment, resp. metán neprenikajú do betónu, nezhromažďujú sa medzi plášťom a betónovou konštrukciou a nedochádza k znečisteniu podzemných vôd, resp. pri kritickej koncentrácii k samovznieteniu. Trhliny v stene uľahčujú prienik agresívnych látok (vo forme kvapalín a plynov) z vnútra nádrže do betónového prierezu a k výstuži. Organický substrát v reaktore má ph v rozmedzí od 6 do 8. V betóne s ph < 10 dochádza k depasivácii povrchu oceľovej výstuže v betóne. Substrát a metán navyše obsahujú sírovodík. Oxidačné (sírne) baktérie sú za prítomnosti kyslíka schopné vyvolať premenu sírovodíka na kyselinu sírovú (H 2 SO 4 ), ktorá urýchľuje koróziu betónu a výstuže. V stene nádrže treba uvažovať s týmito stupňami agresivity prostredia: vonkajší povrch betónu: XC2, vnútorný povrch betónu v styku so substrátom: XC4, XA1, vnútorný povrch betónu v styku so sírovodíkom: XC4, XA3. Pre stupeň prostredia XA3 sa v tab. F.1 v STN EN NA odporúča primárna a sekundárna ochrana betónu. Trhliny tu predstavujú významné ohrozenie trvanlivosti nádrže. Koncept BV je teda pre nádrže reaktorov z viacerých dôvodov nevhodný. Pri nádržiach so stupňom prostredia XA1 sa možno spoliehať na vodoa plynonepriepustnosť betónu iba pri plnom predpätí (s tlakovou rezervou) nosných prvkov, ktoré zabráni vzniku trhlín na vnútornom povrchu betónu nádrží. Alternatívne možno zmenšiť pravdepodobnosť vzniku trhlín obmedzením napätia betónu v ťahu σ cm na hodnotu [14], [15]: σ cm (G, W, P ) f ctk;0,05 kde G je účinok vlastnej tiaže, W účinok náplne, P účinok predpätia v čase t =. Predpínanie (aj dodatočné) stien nádrží lanami Monostrand, predovšetkým valcových nádrží, je pomerne jednoduchá a osvedčená metóda [16], [17]. Ako náhradu predpätia je možné použiť kombináciu BV a sekundárnej ochrany betónu pružným náterovým systémom alebo fóliou na vnútornom povrchu steny. Napríklad špeciálnou polyetylénovou fóliou, ktorá sa vkladá priamo na vnútornú stranu debnenia steny a zabezpečuje jej vodoa plynotesnosť, čím chráni betón a výstuž pred agresívnymi účinkami náplne nádrže [2]. V nádržiach, kde sa tvorí alebo skladuje bioplyn zodpovedajúci stupňu prostredia XA3, by mal byť vnú torný povrch nádrže chránený sekundárnou ochranou aj v prípade, že sa jedná o nádrž z predpätého betónu. ZÁVERY Nádrže sa navrhujú a zhotovujú ako vodo- alebo plynonepriepustné, resp. vodo- alebo plynotesné betónové konštrukcie. Napriek dlhoročným skúsenostiam s touto technológiou sa stále vyskytuje veľa porúch v dôsledku chýb pri ich navrhovaní a zhotovovaní. Najčastejšou príčinou porúch nádrží sú líniové priesaky cez deliace trhliny a pracovné škáry. Pri návrhu nádrží je dôležité okrem priamych zaťažení zohľadniť aj účinok nepriamych a environmentálnych zaťažení. V príspevku sa analyzujú možnosti na obmedzenie tvorby a rozvoja deliacich trhlín v nádržiach. Na zamedzenie priesaku deliacich trhlín v stenách: valcových nádrží sa osvedčilo plné predpätie stien nádrže predpínacími lanami bez súdržnosti, kvádrových nádrží sa odporúča využiť synergický účinok technologických opatrení na zníženie hydratačnej teploty a návrh betonárskej výstuže na kontrolu šírku trhlín. V prípade, že napriek dodržaniu vyššie uvedených opatrení sa na konštrukcií prejavia priesaky, umožňuje použitie vodonepriepustného betónu rýchlu lokalizáciu poruchy a pomerne jednoduché metódy na ich utesnenie. Tejto problematike sa autori chcú venovať v druhej časti príspevku. Príspevok vznikol za podpory výskumného projektu VEGA 1/0583/15 Analýza spoľahlivostných rizík navrhovania a zhotovovania betónových konštrukcií. prof. Ing. Juraj Bilčík, PhD. Stavebná fakulta STU Bratislava Katedra betónových konštrukcií a mostov juraj.bilcik@stuba.sk doc. Ing. Jiří Dohnálek, CSc. Betonconsult, s. r. o. dohnalek@sanacebetonu.cz Text článku byl posouzen odborným lektorem. The text was reviewed. Firemní prezentace Program pro výpo et prutových konstrukcí MKP program pro výpo et 3D konstrukcí Aktuální informace Eurokódy / Mezinárodní normy Nové přídavné moduly Export do 3D PDF Vizualizace výztuže v 3D modelu Dlubal Software s.r.o. Anglická 28, Praha 2 Tel.: info@dlubal.cz Sledujte nás na: 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 31

34 NORMY JAKOST CERTIFIKACE STANDARDS QUALITY CERTIFICATION EN 1504 VÝROBKY A SYSTÉMY PRO OCHRANU A OPRAVY BETONOVÝCH KONSTRUKCÍ ZÁSADY A METODY SANACE EN 1504 PRODUCTS AND SYSTEMS FOR PREVENTION AND REPAIRS OF CONCRETE CONSTRUCTIONS PRINCIPLES AND METHODS OF REPAIRS Petr Tůma Článek je přehledným průvodcem normou EN V úvodu je obecný popis normy, včetně jejích deseti částí, a informace o vydavateli. Druhá část se věnuje jednotlivým zásadám, u kterých jsou popsány příslušné metody sanace společně s informací, kde jsou (příp. že nejsou) nadefinované požadavky na ně kladené. V závěru jsou uvedena praktická doporučení pro uživatele. This article is a well-arranged guide through the EN At the beginning there is a general description of the standard, incl. its ten parts and information on the editor. The second part is dedicated to the individual principles, where the respective methods of repairs are described together with the information where to find (or that there are no such) defined requirements to these standards. The article concludes with practical recommendations for users. Norma EN 1504 Výrobky a systémy pro ochranu a opravy betonových konstrukcí Definice, požadavky, kontrola kvality a hodnocení shody je určena nejen pro opravy betonových konstrukcí, ale jak už název naznačuje i pro jejich preventivní ochranu. Má celkem deset částí: EN Definice (pouze definice pojmů používaných v dalších částech) EN Systémy ochrany povrchu betonu (požadavky na materiály pro povrchovou ochranu betonu, tj. hydrofobní impregnace, impregnace a nátěry) EN Opravy se statickou funkcí a bez statické funkce (požadavky na správkové malty) EN Konstrukční spojování (požadavky na lepidla pro kotvení vnějších výztužných příložek (ocelových, z vláknových kompozitů apod.) k betonu, pro slepování prefabrikátů nebo pro vytvoření únosného spoje čerstvého betonu s betonem již dříve zatvrdlým) EN Injektáž betonu (požadavky na materiály pro injektáže trhlin, dutin nebo spár v betonu) EN Kotvení výztužných ocelových prutů (požadavky na materiály pro kotevní zálivky používané při kotvení výztužných prutů do vyvrtaných děr) EN Ochrana výztuže proti korozi (požadavky na materiály pro nátěry ocelové výztuže) EN Kontrola kvality a hodnocení shody (je určena pro výrobce materiálů a obsahuje postupy kontroly jakosti, hodnocení shody a požadavky na označování sanačních materiálů) EN Obecné zásady pro používání výrobků a systémů (je určena pro projektovou přípravu sanace betonu, obsahuje požadavky na návrh sanace, specifikuje 43 metod ochrany a opravy rozdělených do jedenácti zásad) EN Použití výrobků a systémů a kontrola kvality provedení (je určena pro realizaci sanačních prací, obsahuje požadavky na provádění prací v závislosti na navržené zásadě a postupu sanace) Normu EN 1504, tak jako všechny ostatní normy EN, vydal European Committee for Standardization (CEN). Tato instituce nyní sdružuje normalizační organizace všech 28 členů EU, Islandu, Makedonie, Norska, Švýcarska a Turecka. Pro přípravu norem na sanace betonových konstrukcí byla zřízena subkomise SC8 organizačně začleněná do komise TC 104 zaměřené na beton a související výrobky. Jednotlivé členské země CEN mohou do subkomise vyslat své zástupce. Nejaktivnější v oblasti sanací betonových konstrukcí jsou tři největší země EU: Německo, Francie a Velká Británie a čtyři skandinávské země: Dánsko, Norsko, Švédsko a Finsko. Všechny členské země CEN jsou povinny normy EN zavést a musí zrušit své národní normy, které jsou s nimi v rozporu. V případě České republiky byla norma přejata jako ČSN EN V této souvislosti nebyly žádné národní normy zrušeny, protože do vydání evropských norem u nás žádné normy pro sanace betonu neexistovaly. ZÁSADA 1 OCHRANA PROTI VNIKÁNÍ Cílem metod zařazených do této zásady je omezení porozity a propustnosti povrchu betonu, a tím omezení vnikání kapalné vody a plynného CO 2 do betonu. To je třeba pro zpomalení karbonatace betonu a bránění korozi výztuže. U konstrukcí, jejichž beton může být vlhký, je třeba, aby povrchová úprava byla paropropustná. Hydrofobní impregnace (metoda 1.1) vytvoření vodoodpudivého povrchu betonu, který omezuje vnikání kapalin do betonu. Požadavky na materiály jsou uvedeny v EN Impregnace (metoda 1.2) omezení porozity povrchu betonu, a tím omezení vnikání kapalin a plynů do betonu. Požadavky na materiály jsou uvedeny v EN Povrchové úpravy s nebo bez schopnosti překlenovat trhliny (metoda 1.3) neboli (v některých částech EN 1504 je pro tuto metodu použit název) Nátěry. Cílem je vytvoření povlaku na povrchu betonu, který bude bránit vnikání kapalin a plynů do betonu. Požadavky na materiály jsou uvedeny v EN Místní bandážování trhlin (metoda 1.4) neboli Povrchová bandáž trhlin. Cílem je překrýt trhlinu pružným prvkem, který zabrání vnikání kapalin a plynů do trhliny. Při pohybu v trhlině nesmí dojít k poškození bandáže. V normě EN 1504 nejsou uvedeny požadavky na provádění prací ani na výběr materiálů pro tuto metodu. Obvykle se zásah řeší individuálně podle konkrétních potřeb stavby. Výplň trhlin (metoda 1.5) trhliny jsou v konstrukci vyplněny vhodným injektážním materiálem a tím utěsněny proti vnikání kapalin a plynů. Pro nepohyblivé trhliny je výhodné používat materiály pro bobtnavou výplň trhlin, protože bobtnáním napomáhají spolehlivému vyplnění trhlin. Pro pohyblivé trhliny je třeba použít materiály pro poddajnou výplň trhlin, které umožňují pohyb trhliny bez svého porušení. Požadavky na materiály jsou uvedeny v EN Přeměna trhlin na spáry (metoda 1.6) trhliny jsou v konstrukci upraveny tak, aby se chovaly ja- 32 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

35 NORMY JAKOST CERTIFIKACE STANDARDS QUALITY CERTIFICATION ko plánované spáry v konstrukci. Často jsou proříznuty, případně jinak geometricky zarovnány a vyplněny tmelem tak, aby bylo bráněno vnikání kapalin a plynů do trhlin. V normě EN 1504 nejsou uvedeny požadavky na provádění prací ani na výběr materiálů pro tuto metodu. Obvykle se zásah řeší individuálně podle konkrétních potřeb stavby. Montáž vnějších desek (metoda 1.7) neboli Postavení vnějších panelů. Sanační metoda předpokládá individuální konstrukční opatření, které zabrání přístupu nežádoucích látek, obvykle kapalin, k vlastní konstrukci. Jedná se např. o oplechování konstrukce. Tato metoda není v EN 1504 blíže specifikována a nejsou definovány požadavky na používané materiály. Provádění prací a výběr materiálů se obvykle provádí individuálně podle konkrétních potřeb stavby. Nanášení membrán (metoda 1.8) neboli Použití membrán. Na povrchu železobetonové konstrukce se vytvoří vodotěsná nebo plynotěsná vrstva (membrána), která brání přístupu kapalin či plynů k vlastnímu povrchu betonu. Tato metoda není v EN 1504 blíže specifikována a nejsou definovány požadavky na používané materiály. Aplikace a výběr materiálů se obvykle provádí individuálně podle konkrétních potřeb stavby. ZÁSADA 2 REGULACE VLHKOSTI Cílem této zásady je potlačit korozní procesy v betonu, které pro svůj průběh potřebují přítomnost vody. Jedná se například o alkalickou reakci kameniva, síranovou korozi apod. Hydrofobní impregnace (metoda 2.1) Zabránění korozním procesům v betonu, které potřebují pro svůj průběh vodu, vyžaduje trvalé udržení betonu v suchém stavu. Nezbytné je provedení sanačního zásahu zcela bez defektů. Tato metoda předpokládá zabránění vnikání vlhkosti do betonu pomocí vodoodpudivé úpravy jeho povrchu. Požadavky na materiály jsou uvedeny v EN Povrchový nátěr (metoda 2.2) Zabránění korozním procesům v betonu, které potřebují pro svůj průběh vodu, vyžaduje trvalé udržení betonu v suchém stavu. Nezbytné je provedení sanačního zásahu zcela bez defektů. Tato metoda předpokládá zabránění vnikání vlhkosti do betonu pomocí vodotěsného povlaku na jeho povrchu. Požadavky na materiály jsou uvedeny v EN Stínění a opláštění (metoda 2.3) neboli Postavení vnějších panelů. Tato metoda předpokládá vybudování speciálních konstrukcí, nebo konstrukčních prvků (např. oplechování), vybudování předsazených stěn apod., které zabrání přístupu vlhkosti ke konstrukci. Metoda není v EN 1504 blíže specifikována a nejsou definovány požadavky na používané materiály. Návrh je třeba připravit individuálně podle konkrétní situace stavby. Elektrochemická ochrana (metoda 2.4) neboli Elektrochemické působení. Tato metoda není v EN 1504 blíže specifikována, pravděpodobně vychází z analogie s elektrochemickými metodami sanace vlhkého zdiva. ZÁSADA 3 OBNOVA BETONU Nanášení malty ručně (metoda 3.1) obnovení původního tvaru konstrukce se provádí ručním zednickým způsobem pomocí správkových (reprofilačních) malt. Metoda se obvykle využívá při menších objemech nanášených materiálů. Požadavky na materiály jsou uvedeny v EN Dobetonování (metoda 3.2) neboli Znovu ukládání betonu nebo malty. Používá se při větším objemu nanášených materiálů než při metodě 3.1., kdy se aplikace materiálu provádí klasickou betonáží. Cílem je rovněž obnovení původního tvaru prvku. Požadavky na materiály jsou uvedeny v EN Nástřik betonu nebo malty (metoda 3.3) používá se při větším objemu nanášených materiálů než při metodě 3.1., kdy se aplikace materiálu provádí nástřikem. Cílem je rovněž obnovení původního tvaru prvku. Požadavky na materiály jsou uvedeny v EN Náhrada prvků (metoda 3.4) výměna celých konstrukčních prvků, nikoliv jejich oprava. ZÁSADA 4 ZESÍLENÍ KONSTRUKCE Doplnění nebo náhrada zabudované nebo vnější ocelové výztuže (metoda 4.1) doplnění ocelových výztužných prutů nebo sítí do konstrukce. Vlepování výztuže do otvorů nebo drážek v betonu (metoda 4.2) neboli Přidání zakotvené výztuže do připravených nebo vyvrtaných děr. Konstrukce se zesiluje pomocí nových výztužných prutů kotvených do otvorů nebo drážek v konstrukci. Požadavky na materiály jsou uvedeny v EN Vyztužení lepenými příložkami (metoda 4.3) neboli Spojení výztužných desek. Jedná se o zesílení konstrukce pomocí dodatečné výztuže (kompozitů na bázi uhlíkových či skelných vláken, ocelových pásků apod.) ukotvené na povrch konstrukce. Norma EN definuje požadavky na lepidla. Požadavky na tkaniny a pásky nejsou v normách dosud stanoveny. 3/2015 SANACE, REKONSTRUKCE A DIAGNOSTIKA ZVÝHODNĚNÉ PŘEDPLATNÉ PRO STUDENTY, STAVEBNÍ INŽENÝRY DO 30 LET A SENIORY NAD 70 LET Zvýhodněná cena za roční předplatné (šest čísel) pro studenty, stavební inženýry do 30 let a seniory nad 70 let je 270 Kč bez DPH, 311 Kč s DPH (včetně balného a distribuce). Součástí předplatného na rok 2015 jsou pro všechny nové zájemce příloha Betonové konstrukce 21. století Betony s přidanou hodnotou, která vyšla v prosinci 2012, a příloha Povrchy betonu, z roku ZASLÁNÍ UKÁZKOVÉHO VÝTISKU ZDARMA Na našich webových stránkách si můžete objednat jeden výtisk Beton TKS zdarma na ukázku. Přehled všech výtisků naleznete v pdf formátu v archivu, starší výtisky jsou k dispozici v plné verzi, novější pouze v náhledu (první stránky článků) Kontaktní predplatne@betontks.cz JIŽ VÍCE NEŽ ROK JSME PRO VÁS I NA FACEBOOKU 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 33

36 NORMY JAKOST CERTIFIKACE STANDARDS QUALITY CERTIFICATION Doplnění malty nebo betonu (metoda 4.4) zesílení konstrukce spočívá ve zvětšení průřezu příslušného prvku. Požadavky na materiály jsou uvedeny v EN (malty a betony) a v EN (adhezní můstky). Injektáž trhlin, dutin nebo mezer (metoda 4.5) používá se u železobetonových prvků poškozených trhlinami, nebo jejichž únosnost je snížena díky výskytu dutin či mezer. Zesílení poškozené konstrukce spočívá v obnovení integrity železobetonového prvku tlakovou injektáží trhlin. Injektážní materiál musí přenášet namáhání obdobně jako vlastní beton. Požadavky na materiály uvádí EN Výplň dutin, trhlin a mezer (metoda 4.6) používá se u železobetonových prvků poškozených trhlinami, nebo jejichž únosnost je snížena díky výskytu dutin či mezer. Zesílení poškozené konstrukce spočívá v obnovení integrity železobetonového prvku vyplněním dutin, trhlin nebo mezer. Výplňový materiál musí přenášet namáhání obdobně jako vlastní beton. Požadavky na materiály jsou uvedeny v EN Předpínání (dodatečné předpínání) (metoda 4.7) používá se pro zesílení konstrukce. Pomocí předpínacích prutů, kabelů nebo lamel se do betonu záměrně vnáší namáhání tak, aby výsledné namáhání betonu bylo převážně tlakové a tahová namáhání byla omezena. ZÁSADA 5 FYZIKÁLNÍ ODOLNOST Cílem metod zařazených do této zásady je zvýšení fyzikální odolnosti povrchu betonu, typicky zlepšení obrusu, povrchové pevnosti apod. Nanesení malt nebo nátěry povrchu (metoda 5.1) podstatou je nanesení materiálu se zvýšenou fyzikální odolností na povrch ošetřovaného konstrukčního prvku. Požadavky na nátěry jsou uvedeny v EN Požadavky na malty v EN 1504 uvedeny nejsou. Protože se obvykle jedná o aplikace na podlahy, provádí se jejich specifikace obvykle podle EN Impregnace (metoda 5.2) zvýšení fyzikální odolnosti se zajišťuje pomocí omezení pórovitosti povrchu betonu. Požadavky na materiály jsou uvedeny v EN ZÁSADA 6 CHEMICKÁ ODOLNOST Cílem metod zařazených do této zásady je zvýšení odolnosti povrchu proti působení agresivních chemikálií. Nanesení malt nebo nátěry povrchu (metoda 6.1) podstatou je nanesení materiálu se zvýšenou chemickou odolností na povrch ošetřovaného konstrukčního prvku. Požadavky na nátěry jsou uvedeny v EN Požadavky na malty v EN 1504 uvedeny nejsou. ZÁSADA 7 OCHRANA NEBO OBNOVENÍ PASIVACE Zvětšení tloušťky krycí vrstvy betonu nad výztuží dodatečně nanesenou cementovou maltou, betonem nebo nátěrem povrchu (metoda 7.1) neboli Zvětšení ochranné krycí vrstvy další maltou nebo betonem. Krycí vrstva představuje základní opatření pro ochranu výztuže proti korozi. Zvětšení její tloušťky je základním opatřením pro oddálení okamžiku, kdy bude výztuž vystavena riziku koroze. Požadavky na materiály jsou uvedeny v EN Náhrada kontaminovaného nebo zkarbonatovaného betonu (metoda 7.2) podstatou je odstranění betonu kontaminovaného agresivními činiteli nebo zkarbonatovaného, který již nechrání výztuž proti korozi, novým betonem nebo správkovou maltou. Požadavky na materiály jsou uvedeny v EN Elektrochemická realkalizace zkarbonatovaného betonu (metoda 7.3) vnesení elektrického pole mezi ocelovou výztuž zabudovanou v betonu a roztok alkalického elektrolytu, který je nalit na povrch betonu. Tato metoda se v ČR prakticky nepoužívá. Realkalizace zkarbonatovaného betonu difuzí (metoda 7.4) neboli Realkalizace karbonizovaného betonu rozpouštěním. Metoda předpokládá aplikaci vysoce alkalického materiálu na povrch zkarbonatovaného betonu a jeho realkalizaci díky difuzi alkálií z naneseného materiálu do betonu. Vzhledem k tomu, že úspěšnost difuze výrazně závisí na vlastnostech podkladu, je třeba efektivitu sanačního zásahu předem ověřit na referenční ploše. Sama norma upozorňuje, že v Evropě jsou s touto metodou pouze omezené zkušenosti. Požadavky na materiály nejsou v EN 1504 ani jiných aktuálně platných normách uvedeny. Elektrochemické odstranění chloridů (metoda 7.5) neboli Elektrochemická extrakce chloridů. Podstata metody je obdobná jako u metody 7.3. Rovněž tato metoda se v ČR prakticky nepoužívá. ZÁSADA 8 ZVÝŠENÍ ELEKTRICKÉHO ODPORU Tato zásada vychází ze skutečnosti, že v betonu s vyšším elektrickým odporem je omezena možnost koroze výztuže. Zvýšení elektrického odporu se dosahuje snížením vlhkosti betonu. Hydrofobní impregnace (metoda 8.1) snížení vlhkosti betonu pomocí vodoodpudivé úpravy jeho povrchu. Zabránění korozním procesům oceli touto metodou vyžaduje trvalé udržení oceli v suchém stavu. Nezbytné je provedení sanačního zásahu zcela bez defektů. Požadavky na materiály jsou uvedeny v EN Omezení obsahu vlhkosti nátěrem povrchu nebo zakrytím (metoda 8.2) snížení vlhkosti betonu se zajišťuje provedením vodotěsného povlaku na jeho povrchu nebo zakrytím konstrukce, aby nebyla v kontaktu se zdrojem vlhkosti. Zabránění korozním procesům oceli touto metodou vyžaduje trvalé udržení oceli v suchém stavu. Nezbytné je tedy provedení sanačního zásahu zcela bez defektů. Požadavky na materiály pro nátěry jsou uvedeny v EN ZÁSADA 9 ÚPRAVA KATODICKÉ OBLASTI Omezení obsahu kyslíku (na katodě) nasycením nebo nátěrem povrchu (metoda 9.1) korozi výztuže v betonu je bráněno tím, že je zabráněno přístupu kyslíku k výztuži, resp. k její katodické oblasti. Toho se dosahuje buď trvalým udržováním betonu ve stavu, kdy je nasycen vodou, nebo nanesením plynotěsné vrstvy na povrch betonu. Požadavky na materiály nejsou v EN 1504 ani jiných aktuálně platných normách uvedeny. ZÁSADA 10 KATODICKÁ OCHRANA Aplikace elektrického potenciálu (metoda 10.1) neboli Použití elektrického napětí. Tato metoda je nejčastěji známa jako katodická ochrana oceli v betonu. Jedná se o speciální technologii, kdy korozi výztuže je bráněno trvalým vnesením stejnoměrného elektrického proudu mezi vý- 34 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

37 NORMY JAKOST CERTIFIKACE STANDARDS QUALITY CERTIFICATION ztuž a speciální prvek tvořící anodu. Chráněná výztuž v konstrukci musí být vzájemně vodivě propojena. Tato metoda se v ČR využívá zřídka. ZÁSADA 11 ÚPRAVA KATODICKÝCH A ANODICKÝCH OBLASTÍ Nátěry výztuže povlaky obsahujícími aktivní pigmenty (metoda 11.1) neboli Aktivní povlak výztuže. Ocelová výztuž je chráněna proti korozi nanesením povlaku přímo na výztuž, který obsahuje inhibitor koroze. Požadavky na materiály jsou uvedeny v EN Nátěry výztuže bariérovými povlaky (metoda 11.2) neboli Nátěry ochranných povlaků výztuže. Podstatou je ochrana ocelové výztuže proti korozi nanesením povlaku přímo na výztuž, který ji zcela odděluje od okolí. Při aplikaci je třeba zajistit, aby povlak byl zcela bez závad a nedošlo k jeho poškození ani při následné manipulaci s výztuží nebo při jiných operacích. Požadavky na materiály jsou uvedeny v EN Aplikace inhibitorů na povrch nebo do betonu (metoda 11.3) neboli Použití protikorozních přísad do a nebo na beton. Požadavky na materiály nejsou v EN 1504 ani jiných aktuálně platných normách uvedeny. ZÁVĚR Při práci s normami je vhodné nejprve prostudovat v pozici projektanta EN , v pozici realizátora EN a další části používat pouze při práci s příslušnými materiály. Část EN je vhodná pro ujasnění případně neznámých pojmů a část EN je nutná prakticky pouze pro výrobce materiálů. Orientaci bohužel částečně znesnadňuje nejednotnost používané české terminologie, např. názvy zásad a metod nejsou ve všech částech normy přeloženy stejně. V případě nejasností je třeba se orientovat podle číselného označení. I na místě samotného pojmu zásada je v některých kapitolách části 10 a v části 9 používán pojem princip. Obdobně místo pojmu metoda je v části 10 používán pojem postup. Ing. Petr Tůma, Ph.D. Betosan, s. r. o. tuma.p@betosan.cz tel.: , JUBILEJNÍ XXV. MEZINÁRODNÍ SYMPOZIUM SANACE 2015 A II. MEZINÁRODNÍ KONFERENCE POPÍLKY VE STAVEBNICTVÍ května t. r. se v aule Fakulty stavební na VUT v Brně uskutečnil slavnostní zahajovací večer sympozia Sanace 2015 a konference Popílky ve stavebnictví 2015, které společně pořádaly Sdružení pro sanace betonových konstrukcí, Asociace pro využití energetických produktů a Fakulta stavební VUT v Brně. V průběhu večera byla předána ocenění v oboru sanace betonových konstrukcí. Titulem Významná osobnost v oboru sanací betonových konstrukcí byl oceněn doc. Ing. Zdeněk Bažant, CSc. Při svém proslovu poděkoval všem svým spolupracovníkům, bez nichž by jeho práce nebyla možná. Po škole nastoupil jako stavbyvedoucí, poté pracoval na katedře stavební mechaniky na VUT v Brně, pak v projekční kanceláři, kde se věnoval statice betonových a zděných konstrukcí, odkud odešel do Ústavu betonových a zděných konstrukcí na VUT Brno, kde pracuje dodnes. V současnosti se věnuje především posudkové činnosti a přípravě konstrukcí před rekonstrukcemi a adaptacemi. Pan docent zdůraznil mimořádnou důležitost mezioborové spolupráce, která umožňuje nalézt zvláštní přístupy vedoucí k dobrým výsledkům. Titul Sanační dílo roku 2014 získala rekonstrukce malé vodní elektrárny na levém břehu řeky Svratky v brněnské části Komín, postavené v letech 1922 až 1923, realizovaná firmou Sasta CZ, a. s. Původně průtočná vodní elektrárna sloužila od roku 1941 jako vyrovnávací nádrž elektrárny Kníničky na brněnské přehradě. Při rekonstrukci v roce 2014 byly opraveny železobetonové stěny objektů náhonu, jalové propusti a odpadní kanál, které byly poškozeny stářím, působením klimatických změn a vodní erozí. Ocenění Sanační materiál roku 2014 získala společnost Knauf Praha spol. s r. o. za 1a torkretovou reprofilační směs Knauf TS 425, určenou jak pro mokrý nástřik, tak pro ruční zpracování. Následující den začal společným blokem sympozia a konference, ve kterém zazněla série slavnostních projevů, po níž následovalo představení cen z předcházejícího večera a slavnostní udělení autorizací pro oblast sanace betonových konstrukcí. Poté probíhaly sympozium Sanace a konference Popílky ve stavebnictví sice odděleně, ale v sousedících sálech Fakulty stavební, což umožnilo účastníkům obou akcí navštívit libovolné přednášky. Tento fakt byl hodnocen kladně vzhledem k prolínajícím se tématům. Témata přednášek sympozia Sanace tradičně reflektovala oborovou problematiku řešenou v praxi: Stavební průzkumy, diagnostika a projektování; Sanace a zesilování betonových konstrukcí, metody, technologické postupy, příklady; Statická spolehlivost objektů a aplikace trvale udržitelného rozvoje; Vady a poruchy betonových konstrukcí, kvalita a trvanlivost sanací; Technické, ekonomické, legislativní a ekologické aspekty sanací betonových konstrukcí; Pokročilé materiály a technologie pro sanace. Program konference Popílky ve stavebnictví byl rozčleněn do tematických bloků, jejichž cílem bylo pokrýt celou problematiku využití vedlejších energetických produktů a s tím spojené legislativní a normové požadavky. Ve čtvrtek večer měli účastníci obou akcí unikátní možnost seznámit se formou komentované exkurze s prostory, vybavením a probíhajícími projekty nového Výzkumného centra Fakulty stavební AdMaS. Program byl završen společenským večerem stylově uspořádaným v prostorách laboratoří centra AdMaS. připravili: Ing. Věra Heřmánková, Ph.D., a redakce Obr. 1a,b doc. Ing. Zdeněk Bažant byl oceněn titulem Významná osobnost v oboru sanací betonových konstrukcí 1b 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 35

38 NORMY JAKOST CERTIFIKACE STANDARDS QUALITY CERTIFICATION VÝPOČET ŠÍŘKY TRHLIN 3. ČÁST CALCULATION OF THE CRACKS WIDTH 3 RD PART Jiří Šmejkal, Jaroslav Procházka V připravované změně národní přílohy k ČSN EN je navržena změna součinitele vyjadřujícího vliv betonové krycí vrstvy na výpočet šířky trhliny. V ČSN EN , navazující na základní normu ČSN EN , je pro zjednodušený výpočet šířky trhlin uveden graf na obrázku 7.103N. Změna národní přílohy ovlivní i uvedený graf. V článku je dále diskutován vliv dotvarování na šířku trhliny a vliv trhlinami porušených železobetonových průřezů na jejich statickou a dynamickou analýzu. In the prepared amendment to the National Annex to ČSN EN , a change of the coefficient presenting the influence of concrete cover on the calculation of crack widths is proposed. In ČSN EN , linked to the basic standard ČSN EN , is presented the graph on fig N for the simplified calculation of crack widths. The change of National Annex influences also the before mentioned graph. In next part of this article the influence of creep on crack width and influence of the cracks in concrete members on static and dynamic analyses is discussed. V návrhu změny národní přílohy ČSN EN [1] byl upraven součinitel k 3, který vyjadřuje vliv betonové krycí vrstvy na výpočet šířky trhliny. Tento součinitel vztažený k betonové krycí vrstvě vyjadřuje délku porušení soudržnosti výztužného prutu s taženou částí přilehlého betonu. Tento upravený součinitel k 3 má vést k hospodárnějšímu návrhu výztuže při větších betonových krycích vrstvách. V návaznosti na tuto změnu je ve změně národní přílohy uvedena tabulka 7.2CZ pro zjednodušený návrh výztuže, jejíž odvození je uvedeno v [5] a [6]. V normě ČSN EN [2] pro navrhování nádrží a zásobníků je uveden na obr graf pro zjednodušený návrh výztuže. Graf je na rozdíl od tabulky 7.2CZ navržen pro tažený průřez. ODVOZENÍ GRAFU 7.103CZ NÁVRH Pro odvození grafu a tabulky se předpokládá, že při vzniku primárních trhlin je napětí ve výztuži σ sr = σ s. Dále se uvažují dlouhodobé účinky (k t = 0,4), výztuž s velkou soudržností (k 1 = 0,8), prvek je namáhán tahem (k 2 = 1 a k c = 1), prvek nemá velkou výšku ani šířku (k = 1), součinitel vlivu betonové krycí vrstvy (k 3. c = 0,096, což představuje průměrnou hodnotu betonové krycí vrstvy v rozmezí 25 a 50 mm) a součinitel vlivu soudržnosti (k 4 = 0,425). Z hlediska geometrie prvku se předpokládá betonová krycí vrstva 25 a 50 mm (výsledná tabulka je ze zprůměrovaných hodnot pro obě betonové krycí vrstvy) a výška účinné tažené plochy (h c,eff = 2,5 (h d), přitom (h d) = 0,1h). Pro vznik primární trhliny se uvažuje (ε sm ε cm ) = 0,6σ s / E s. Vzhledem k tomu, že nemusí být při obou površích průřezu stejné vyztužení a stejná betonová krycí vrstva (při každém povrchu může být jiná výška h c,eff ), bude se v odvození uvažovat s výztuží při jednom povrchu průřezu (A s ). Proto se musí uvažovat jen tomu odpovídající (v případě odvození poloviční) výška h ct = 0,5h (kde h je celková výška prvku). Pokud není prvek symetricky vyztužen, popř. bude mít u každého líce jinou tloušťku betonové krycí vrstvy, je nutné stanovit polohu těžiště průřezu (pro trhlinou neporušený průřez). Výška h ct pak bude vzdálenost těžiště průřezu k líci prvku, pro který se vyšetřuje minimální množství výztuže. Tažené prvky musí být vyztuženy při obou površích. Za výše uvedených předpokladů se upraví vztah pro výpočet šířky trhlin (základní vztahy a významy jednotlivých součinitelů byly podrobně popsány v 1. a 2. části článku o šířce trhlin [5] a [6]). σ s w = s ( ε ε ) = s 06, k r,max sm cm r,max E (1) w =, k c + 0, 06 34φ σ s k s, (2) 3 ρpeff E, s kde c je tloušťka betonové krycí vrstvy, ρ p,eff stupeň vyztužení účinné betonové tažené plochy a k 1. k 2. k 4 = 0,34 (součinitele jsou podrobně vysvětleny v tab. 4 [5]). Z rovnice (2) se vyjádří průměr w E k s φ = k c s 3 06, σ s, ρ peff, Stupeň vyztužení účinné betonové tažené plochy A c,eff vyjádříme následně A A A A h s s ct s ρ peff = = = cr, A A A A 25, ( h d) ceff, ct ceff, ct A h ct 1 cr =, (3) A ρ 25, ( h d) s peff, kde A s je minimální plocha výztuže při jedné straně průřezu, A ct tažená plocha průřezu před vznikem primární trhliny, A c,eff plocha betonového taženého pasu, která spolupůsobí s výztuží, h celková výška průřezu, d je účinná výška průřezu a h cr výška tažené části průřezu před vznikem primární trhliny (h cr = 0,5h). Uvažuje se minimální množství výztuže samostatně u každého povrchu prvku, proto je uvažována pouze část celkové výšky průřezu. Při symetrickém vyztužení je h cr = 0,5h. Dále f ct,eff je efektivní tahová pevnost betonu v okamžiku zjišťování šířky trhlin. Podrobněji k hodnotě tahové pevnosti betonu v [5] a [6]. Napětí ve výztuži v okamžiku vzniku trhlin se vyjádří A σ = k k f = k k f h ct ct, eff cr s c ct, eff c (4) A ρ 25, ( h d) 1 s s peff, a k k f ct, eff h cr ρ =. (5) peff, c σ 25, ( h d) s 36 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

39 NORMY JAKOST CERTIFIKACE STANDARDS QUALITY CERTIFICATION Po dosazení se dostane w E k s ct eff c φ = k c f, 2941, kkh s 06 3, σ σ 25, ( h d) s s cr. (6) Dosazením všech výše uvedených parametrů a uvažováním f ct,eff = 2,9 MPa a E s = 200 GPa se dostane * w E k c k s 3 φ =, s = 2 06σ, s σ = w k s , 058 k 3 c 2. (7) σ σ s s Vztah (7) se použije pro vytvoření tab. 1 a grafů na obr. 1 a 2 pro maximální průměr výztuže ϕ s *. (Hodnotu maximální průměru označujeme s horním indexem *, protože skutečný maximální průměr ϕ s získáme až upravením tabulkové hodnoty ϕ s * ). Na obr. 1 je srovnání grafů 7.103N a návrhu 7.103CZ. Hodnoty návrhu 7.103CZ jsou mírně nižší, což je dáno především uvažováním větší tloušťky betonové krycí vrstvy, která více odpovídá reálnému použití v oblasti vodonepropustných konstrukcí. GRAF 7.103CZ (NÁVRH) A TABULKA PRO STANOVENÍ MAXIMÁLNÍHO PRŮMĚRU VÝZTUŽE Návrh nového grafu 7.103CZ je na obr. 2. Numerické hodnoty odpovídající grafu z obr. 2 jsou v tab.1. Na následujícím obr. 3 je porovnání maximálních vzdáleností výztuže pro požadovanou šířku trhlin podle 7.104N a 7.3CZ. Při srovnání je patrné zjednodušení hodnot v normě ČSN EN (tab. 7.3CZ) oproti přesnějšímu řešení v ČSN EN (graf 7.104N). U tažených prvků nebývá tabulka rozhodující, obvykle vychází z návrhu vzdálenost výztužných prutů menší. Hodnoty minimálního vyztužení jsou uvedeny pro výztuž při jednom líci prvku (protože výztuž prvku může být nesymetrická). U tažených prvků musí být splněna podmínka minimálního vyztužení u obou povrchů prvku (u tažených prvků nelze uvažovat jednostranně vyztužený průřez). Závislost mezi tabulkou udávající vztah mezi napětím ve výztuži σ a profilem výztuže Ø a tabulkou udávající vztah mezi napětím ve výztuži σ a vzdáleností výztuže s je dána vztahem πφ ρ = v σ sd πφ σ odkud s =. 4 d 2 ρ v Φ ÚPRAVA TABULKOVÉ HODNOTY PRŮMĚRU Podle napětí ve výztuži stanovíme maximální průměr ϕ * s z tabulky (tab. 1, graf na obr. 1 a 2). Hodnoty v tabulce jsou však stanoveny za určitých předpokladů (viz odvození). Proto je nutné hodnotu maximálního průměru ϕ * s z tabulky vždy upravit na konkrétní podmínky. Úprava tabulkových hodnot je řešena vztahem (7.122) v ČSN h f * ct, eff φ = φ s, (8) 10 ( h d) 29, kde ϕ je upravený největší průměr prutu, ϕ * s maximální průměr prutu z grafu na obr. 1 nebo 2 popřípadě z tab. 1, h celková výška průřezu a d účinná výška průřezu vztažená k těžišti vnější vrstvy výztuže. V návrhu NA CZ k ČSN EN [1] je navržena tabulka (7.2CZ) pro ohýbaný prvek, proto jsou vztahy pro úpravu maximálního průřezu jiné (7.6CZ a 7.7CZ [1]) a nelze je použít pro úpravu maximálního průřezu stanoveného podle grafu 7.103CZ normy ČSN EN [2]. Úprava maximálního průřezu se provede následovně: oprava skutečné pevnosti betonu v tahu f * ct, eff s φ = φ, (9) 29, oprava průřezu z hlediska geometrie průřezu * k hcr k05, h kh φ = φ = = s. (10) 2 h 2 ceff, 25, ( h d) 10 ( h d) Přesnější úprava tabulkového maximální průměru prutu než uváděná v ČSN EN je podle následujícího vztahu (11) * kh φ = φs 2 h cr ceff, fct, eff. (11) 29, Tab. 1 Maximální průměr výztužného prutu Φ* Tab. 1 Maximum diameter of rebar Φ* Maximální průměr prutu Φ* [mm] (tabulka pro tažený prvek k 3 c =0,096 ) Napětí Šířka trhliny w k [mm] σ s [MPa] 0,4 0,3 0,2 0,15 0,1 0, Obr. 1 Srovnání původního grafu 7.103N a nového grafu 7.103CZ (návrh), symbolem /Z je označen průběh maximálního průřezu výztuže podle Tab. 7.2CZ pro tažený průřez, symbolem /3 jsou označeny původní grafy v 7.103N v ČSN EN Fig. 1 Comparison of the old graph 7.103N and the new graph 7.103CZ (draft); /Z maximum bar diameters for crack control in members subjected to axial tension according to Tab. 7.2CZ, /3 values in graph 7.103N Obr. 2 Nový graf 7.103CZ (návrh) Fig. 2 New graph 7.103CZ (draft) 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 37

40 NORMY JAKOST CERTIFIKACE STANDARDS QUALITY CERTIFICATION 3 Při použití tabulky vychází odlišné maximální průměry než u přímého výpočtu, a to průměry i na straně nebezpečné. Tab. 1 (popř. obr. 1 a 2) by tak měla sloužit spíše pro předběžný návrh než pro dimenzování. Viz první a druhá část článku o trhlinách [5] a [6]. VÝPOČET ŠÍŘKY TRHLIN PŘI KVAZISTÁLÉ KOMBINACI V článcích týkajících se stanovení šířky trhlin ([5] a [6]) byl uveden návrh minimální výztuže pro omezení šířky trhlin především pro rané trhliny. Šířku trhlin je nutné omezit pro některé konstrukce i při provozních zatíženích. Jedná se především o zaručení maximální šířky trhlin z důvodu vodonepropustnosti, z důvodu agresivity vnějšího prostředí a podobně. Při posuzování maximální šířky trhlin vycházíme z kvazistálé návrhové kombinace (ČSN EN 1990). Rozhodující pro stanovení šířky trhlin bývá primární otázka vzniku trhlin. Pokud napětí betonu v tahu ve sledované části průřezu nepřekročí pevnost v tahu, trhliny nevznikají. Na druhou stranu kvazistálá návrhová kombinace uvažuje redukovanou hodnotu proměnného zatížení, která odpovídá hodnotě zatížení působícího po značnou část životnosti konstrukce. Během životnosti může být konstrukce zatížena až charakteristickým proměnným zatížením, při kterém může dojít ke vzniku trhlin. Pokud při tomto zatížení trhliny vzniknou, je nutné s nimi uvažovat, i když při kvazistálé kombinaci je napětí v tažené části betonu nižší než pevnost betonu v tahu. Dále je vhodné uvažovat s tím, že vlivem stárnutí železobetonové konstrukce dochází při dlouhodobém zatížení k redukci momentu při vzniku trhlin M cr na hodnotu cca 70 až 80 % především z důvodu poklesu pevnosti betonu v tahu při dlouhodobém zatížení. f ( t = ) 085, f ( t = 28), ct eff ct Při návrhu podle metodiky ČSN EN se v základní rovnici pro stanovení šířky trhlin neuvažuje s redukcí modulu pružnosti betonu vlivem dotvarování. K tomu zřejmě vedla snaha o zjednodušení již dost komplikované metodiky výpočtu šířky trhlin. Vliv změny modulu pružnosti betonu ve vztahu pro rozdíl průměrných poměrných deformací betonu a výztuže je velmi malý, kromě toho se zde zavádí součinitel k t vyjadřující dobu trvání zatížení. Při dlouhodobém působení zatížení na železobetonový ohýbaný prvek poklesne napětí v tlačené betonové části. Tlačená část průřezu se zvětší, neutrální osa se posune dolů (obr. 5). Tím se zmenší rameno vnitřních sil a zároveň naroste napětí ve výztuži. To má vliv na šířku trhlin. Změna napětí je však malá, u deskových konstrukcí cca 5 %. Pokud napětí v tažené části průřezu při kvazistálé návrhové kombinaci je větší než pevnost betonu v tahu, průřez je porušen trhlinou a šířka trhlin se stanoví podle běžného postupu w = s ( ε ε cm ). (12) k r,max sm Rozdíl průměrných poměrných přetvoření výztuže a betonu mezi trhlinami lze stanovit ze vztahu ε sm σ σ σ s s sr ε = k ε = 1 k cm t sr t (13) E E σ s omezením s ε sm ε cm 06 E s s s σ,. (14) s BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

41 NORMY JAKOST CERTIFIKACE STANDARDS QUALITY CERTIFICATION Obr. 3 Maximální vzdálenosti prutů pro omezení šířky trhlin prvky namáhané tahem podle 7.104N a srovnání s hodnotami podle tab. 7.3CZ (tečkovaně) Fig. 3 Maximum spacing of bar for crack control members subjected to axial tension according to 7.104N and comparison with Tab. 7.3CZ (dotted) Obr. 4 Konstrukční zásady pro prvky betonované na starší konstrukční prvky (např. základy) podle [4] Fig. 4 Detail for structure elements which are concreted on older elements (for example foundations) according to [4] Obr. 5 Dlouhodobé vlivy pro průřez neporušený trhlinou a průřez s trhlinou [3] Fig. 5 Long-term influence for cross section without crack and with crack [3] Obr. 6 Příklad stanovení šířky trhliny pro průřez porušený trhlinou v předchozích zatěžovacích stadiích Fig. 6 Example for determination of crack width for cross section with crack in previous load combinations Obr. 7 Příklad průběhu tuhosti na ohýbaných prvcích Fig. 7 Example of stiffness developing on bending elements 6 7 V mezních stavech použitelnosti při kvazistálé kombinaci může být teoreticky napětí v betonu menší než efektivní pevnost betonu v tahu. Trhliny však mohly vzniknout dříve, při jiném zatížení, nebo po betonáži při procesu hydratace. Konstrukce či konstrukční prvek mohl být zatížen jinou větší zatěžovací kombinací než kvazistálou. Např. charakteristické užitné zatížení představuje zatížení, které je dosaženo cca v 5 % doby návrhové životnosti. Lze tedy předpokládat, že mohlo být a zřejmě i bylo dosaženo charakteristické hodnoty zatížení před okamžikem, ve kterém zjišťujeme šířku trhlin. Proto je nutné u běžných stavebních konstrukcí, které jsou namáhány ohybem nebo tahem, uvažovat s tím, že trhliny v konstrukci jsou. Pokud je však v prvku při kvazistálé kombinaci zatížení tlakové napětí, při kterém je možná dekomprese, předpokládá se, že trhliny se uzavřou. Jinak se pro zjednodušení uvažuje, že trhliny vznikly a jejich rozvoj je stabilizován. Ve vzorci (13) uvažujeme pro zjednodušení, že aktuální napětí ve výztuži je rovno napětí při vzniku trhlin σ sr,eff = σ s až do skutečné hodnoty napětí při vzniku trhlin σ sr. Dosazením do vzorce (13) získáme ε sm cm σ σ s s ( 1 kt )= 0, 6. (15) E E s s ε = Výraz (15) odpovídá i podmínce (14). Pokud napětí ve výztuži σ s σ sr, pak postupujeme podle vztahu (12) standardním způsobem. Příklad závislosti šířky trhlin na napětí ve výztuži u trhlinou porušeného průřezu je na obr. 6. ČVUT v Praze Fakulta stavební Katedra betonových a zděných konstrukcí 8. mezinárodní konference FIBRE CONCRETE Hotel DAP Praha Fibre Concrete 2015 je mezinárodní konferencí zaměřenou na vláknobetony, která má dnes již svou tradici. Záměrem konference je zprostředkovat výměnu zkušeností mezi odborníky zabývajícími se touto oblastí a zároveň informovat technickou veřejnost o problematice vláknobetonů, o jejich vlastnostech, výrobě a možnostech využití. Na konferenci budou prezentovány výsledky experimentálního výzkumu, vývoje nových materiálů, rozvoje nových návrhových metod a jejich zavádění do projekční praxe včetně ukázky úspěšných aplikací vláknobetonu v konstrukcích. Konference je určena širokému okruhu odborníků z oblasti vývoje, výzkumu, technologie a výroby betonu, ale i projektantům, technologům a podnikatelům ve stavebnictví. Informace Ing. Vladimíra Vytlačilová, Ph.D. fc2015@fsv.cvut.cz Firemní prezentace 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 39

42 NORMY JAKOST CERTIFIKACE STANDARDS QUALITY CERTIFICATION REŠERŠE POSTUP KARBONATACE BETONOVÝCH FASÁD A BALKONŮ V Helsinkách, v oblasti Jakomäki, je od roku 1994 prováděn rozsáhlý výzkum fasád a balkonů panelových domů zahrnující 31 budov postavených v 70. letech. Výsledky výzkumu ukázaly, že proces karbonatace fasád z pohledového betonu s obnaženým kamenivem je pouze nepatrně rychlejší, než je průměr, a jsou ve vyhovujícím stavu. Postup koroze betonu byl výrazně rychlejší u prefabrikovaných balkonových prvků, které byly opatřeny nátěrem. Koroze byla takového rozsahu, že kolem roku 2000 bylo zakázáno tyto balkony používat. V současnosti jsou některé z domů bourány, ale důvodem jejich demolice není stav betonových nosných prvků, ale nevyhovující tepelně- -technické vlastnosti, zastaralé rozvody a vysoká energetická náročnost budov. Studie zaměřené na trvanlivost betonu a proces stárnutí budov, které dospěly na konec životního cyklu, probíhají jako součást výzkumného projektu modelování poruch způsobených korozí na katedře pozemních staveb na University of Technology v Tampere. Cílem projektu je vývoj přesnější metody pro výpočet životnosti betonových konstrukcí založený na širším zohlednění všech faktorů ovlivňujících životnost budovy. Literatura [1] ČSN EN Navrhování betonových konstrukcí Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby, ČNI 2006 [2] ČSN EN Navrhování betonových konstrukcí Část 3: Nádrže na kapaliny a zásobníky, UNMZ 2007 [3] Eurocode 2. Commentary. Europaen Concrete Platform ASBL, Brussel June 2008 [4] Eurokode 2 für Betonbrücken in Deutschland, Betonkalender 2015, část 2, Ernst & Sohn, 2015, ISBN [5] ŠMEJKAL, J., PROCHÁZKA, J. Výpočet šířky trhlin. Beton TKS, 2014, č. 6, s [6] ŠMEJKAL, J., PROCHÁZKA, J. Výpočet šířky trhlin 2. část. Beton TKS, 2015, č. 1, s VLIV TRHLIN NA MODELOVÁNÍ ŽELEZOBETONOVÝCH KONSTRUKCÍ Stanovení vnitřních sil v mezním stavu únosnosti a v mezním stavu použitelnosti se obvykle provádí s tuhostmi průřezů neporušených trhlinami (stav I). Předpokládá se, že závislost napětí a poměrného přetvoření je lineární. Dostatečná deformační schopnost průřezu je zajištěna splněním kritéria minimálního množství výztuže. V mezním stavu použitelnosti se pak vychází z takto stanovených vnitřních sil př i uvažovaném provozním zatížení a šířky trhlin a přetvoření se pak stanoví s přihlédnutím k případnému porušení konstrukce trhlinami. Při zpřesňování modelů železobetonových konstrukcí je nutné uvážit přínos podrobnějšího modelu k věrohodnějšímu popsání analyzované skutečnosti. Trhliny v reálných konstrukcích totiž výrazně mění tuhosti ohýbaných (obr. 7) a tažených prvků. Mění se také tuhosti jednotlivých styků prvků. Vytvořením podrobného prostorového modelu konstrukce nemusíme automaticky lépe popsat skutečnou konstrukci, pokud se nebudou respektovat skutečné tuhosti jednotlivých prvků a tuhosti jejich spojení. Železobetonové konstrukce jsou většinou staticky neurčité konstrukce, u kterých závisí průběh vnitřních sil na poměru tuhostí jednotlivých prvků. Počítáme-li tedy lineární systém s prvky neporušenými trhlinami, můžeme dojít i k vnitřním silám, které zcela nebudou odpovídat skutečnosti. Proto je nutné u těchto modelů uvažovat i případné změny v tuhostech plynoucí z rozvoje trhlin a z dotvarování betonu. U jednoduchých železobetonových staticky neurčitých konstrukcí jako jsou spojité nosníky (obr. 7) je doporučeno v mezních stavech únosnosti upravit průběh momentů s ohledem na změnu tuhostí mezi modelem a skutečností, tzv. redistribucí. U složitějších konstrukcí je volba modelu popisujícího skutečnou konstrukci na statikovi objektu. Lineár ně pružný prostorový model tedy nemusí vést k věrohodnějším výsledkům ve srovnání s běžnými jednoduchými modely s případnou redistribucí vnitřních sil a doplněnými konstrukčními pravidly. ZÁVĚR Šířka trhlin stanovená výpočtem je hodnota na základě jistých předpokladů. Vzhledem k velkým rozdílům mezi jednotlivými přístupy, ať už normovými nebo experimentálními, je jasné, že šířku trhliny nelze stanovit jednoznačně. To vyplývá z fyzikální podstaty vzniku a šíření trhliny v betonových konstrukcích. Proto je nutné vnímat vypočtenou šířku trhliny nikoliv jako fyzikální skutečnost, ale spíše jako jakousi reprezentativní hodnotu, která se porovnává s limitní hodnotou pro zajištění daného kritéria stanovenou příslušným předpisem svázaným s výpočtovými předpoklady. Výsledná šířka trhlin v daném konstrukčním prvku je ovlivněna ve stadiu projektu definováním minimálního vyztužení a předepsáním základních technologických opatření. Ve stadiu realizace je výrazně ovlivněna pečlivým provedením a ošetřováním konstrukčního prvku, především na začátku, a případným montážním zatížením. Z hlediska materiá lu je šířka trhlin ovlivněna složením betonové směsi. Všechny tyto faktory se promítají do charakteristické šířky případných trhlin v konstrukčním prvku. Všem těmto faktorům je nutné věnovat pozornost a nelze opominout žádný z nich. Pokud při předchozích zatěžovacích kombinacích v mezních stavech použitelnosti vzniknou v železobetonových konstrukcích trhliny, musíme ve všech návrhových kombinacích uvažovat konstrukci porušenou trhlinami. Ing. Jiří Šmejkal, CSc. ŠPS statická kancelář tel.: jiri.smejkal@ .cz KÖLIÖ, A., LAHDENSIVU, J. Karbonatisoitumisen eteneminen olemassa olevissa betonijulkisivuissa ja parvekkeissa sekä sisärakenteissa. Betoni, 1/2015, p prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc. Fakulta stavební ČVUT v Praze Katedra betonových a zděných konstrukcí tel.: jaroslav.prochazka@fsv.cvut.cz Text článku byl posouzen odborným lektorem. The text was reviewed. 40 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

43 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES SILO TOWER REKONSTRUKCE A NÁSTAVBA SILA SILO TOWER RECONSTRUCTION AND EXTENSION OF A SILO Blanka Zlamalová V příspěvku je popsána rekonstrukce původního sila z roku 1936 a jeho nástavba. Nosná konstrukce nástavby je prefabrikovaný železobetonový skelet, z konstrukčního hlediska nezávislý na stávajícím objektu sila. Jeho nosná podnož, sestávající ze čtrnácti sloupů o hraně 800 mm, vynáší vlastní čtyřpodlažní skelet administrativního objektu nad úrovní sila s jednopatrovou ocelovou nástavbou pátého podlaží. This contribution describes reconstruction of an original silo from 1936 and its extension. The load bearing structure of the extension is of precast element reinforced concrete skeleton, from the structure point of view it is independent from the original object of the silo. Its load bearing socle, consisting of fourteen columns of the edge of 800 mm, brings up the four-storey skeleton of an administrative object above the silo level and one-storey steel extension of the fifth floor. Návrh rekonverze historické budovy olomouckého sila vzešel z interního výběrového řízení. Investorka bydlela v bezprostřední blízkosti stavby, byla proto důvěrně seznámená s celou lokalitou a chátrající silo se pro ni stalo velkou výzvou a snem. Předložený návrh ji oslovil, a tím byla započata dlouhodobá spolupráce. Jednotlivé kroky přípravy projektu nebyly vůbec jednoduché a trvaly několik let. Největším úskalím bylo mimo jiné prokázat, že budoucí stavba nepoškodí panorama města Olomouce, neboť Silo Tower stojí nedaleko hranice chráněné památkové rezervace. Projekt prošel ve fázi přípravy výraznou proměnou. Z původního návrhu, který kopíroval základní půdorys sila, se finální varianta zvětšila výrazným způsobem. Právě tato změna umožnila vznik atypického podlaží stavby, které vynáší čtrnáct mohutných železobetonových pilířů. Proces stavby byl ve srovnání s přípravou neuvěřitelně rychlý. Nejdříve byla odstraněna původní střecha sila a část konstrukcí. Následovala příprava železobetonových pilířů, které se na stavbu dopravovaly přes celé město. Každý z nich měří více než 20 m a váží 40 tun. Po osazení pilířů byl vytvořen nejdříve základ 1. patra a následně již začala rychle růst montovaná betonová kostra objektu v neuvěřitelném tempu jedno patro za osm dní. Po dokončení hrubé stavby přišla na řadu instalace atypických oken obvodového pláště. Již první patro osazené okny potvrdilo, že rytmus oken funguje jak v interiéru, tak i při dálkových pohledech. Slavnostní okamžik přišel ale až v den, kdy se Silo Tower po setmění nad městem Olomouc poprvé rozsvítil a stavba tak začala žít svým vlastním životem. 1 2 Rekonstrukce původního sila Silo z roku 1936 bylo delší dobu nevyužívané. Jeho konstrukce, původní výšky cca 17 m, je zděná s železobetonovými věnci a výsypkami nad přízemím. Silo je členěné na svislé komory jednotlivých zásobníků. Obr. 1 Silo Tower v Olomouci Fig. 1 Silo Tower in Olomouc Obr. 2 Situace Fig. 2 Situation plan 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 41

44 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES Při rekonstrukci byly sejmuty původní krov a stropní deska, spodní stavba byla zabezpečena proti vodě a zemní vlhkosti. Silo bylo opláštěno kontaktním tepelně-izolačním systémem a omítnuto. V jedné z komor bylo původní schodiště nahrazeno výtahem, který pokračuje až do posledního podlaží novostavby. STAVEBNĚ-TECHNICKÉ ŘEŠENÍ NOVOSTAVBY Po zralé úvaze byla nosná konstrukce nástavby řešena jako montovaný prefabrikovaný skelet. Hlavním důvodem byl zejména požadavek na rychlost výstavby vzhledem k umístění stavby v centru města v těsné blízkosti železniční trati, kdy nesmělo dojít k omezení provozu sousedních objektů. Nástavba je z konstrukčního hlediska nezávislá na stávajícím objektu sila. Nosná podnož vynáší vlastní čtyřpodlažní železobetonový skelet administrativního objektu nad úrovní sila s jednopatrovou ocelovou konstrukcí pátého podlaží. Objekt má základní půdorysné rozměry 18,7 13,8 m a výšku 40,5 m od upraveného terénu. Hlavní nosný systém podnože tvoří čtrnáct sloupů průřezu mm o hmotnosti 40 t s ukončením nad úrovní stávajícího sila. Na sloupech je uprostřed výšky provedeno ocelové prostorové ztužení. V příčném směru konstrukci dále ztužují dvě železobetonové stěny spřažené s nosnými sloupy. Nad úrovní sila byla na hlavních sloupech provedena zdvojená monolitická ztužující žebrová deska tloušťky 300 mm s průvlaky výšky mm. Založení sloupů je hlubinné na širokoprofilových vrtaných pilotách průměru mm ukončených monolitickými kruhovými hlavicemi, resp. monolitickými obdélníkovými převázkami s hloubkou kalichů mm. Vlastní čtyřpodlažní skelet v horní části se základním modulovým rastrem 6,1 6,5 m je prefa-monolitický se systémem dělených sloupů. Na sloupech jsou uloženy průvlaky a ztužidla, stropní desku v celkové tloušťce 200 mm tvoří filigránové panely se spřahovací monolitickou dobetonávkou. Konstrukci doplňuje montované vnitřní schodiště. Celá konstrukce je opláštěna prefabrikovanými sendvičovými panely v kombinaci se zasklenými plochami v hliníkových profilech. Poslední patro je pouze na části půdorysu a je navrženo jako ocelová konstrukce s opláštěním lehkým kovoplastickým pláštěm. Střešní konstrukce nad posledním patrem je z trapézového plechu. SPECIFIKA STAVBY Výjimečné a rizikové bylo armování trámové desky na zhlaví sloupů ve výšce 23 m. Z časových a zejména prostorových důvodů byly hlavní armokoše průvlaků vypleteny a kompletovány ve výrobně. Jejich délka byla až 18 m a hmotnost více než 7,6 t. Osazení ar- 4a 4b 3a 3b 3c 42 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

45 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES 4c mokošů na zhlaví sloupů bylo komplikované, neboť sloupy měly až 26 spřahovacích trnů. Další náročnou částí byl návrh železobetonových sendvičových panelů opláštění. Dva základní požadavky byly v přímém rozporu na jedné straně byla snaha o vytvoření co největších dílců s ohledem na pracnost montáže a minimalizaci styčných spár, na druhé straně bylo zásadní omezení dané nosností věžového jeřábu. Všechny dílce měly nakonec maximální hmotnost 5 t. Neméně náročné bylo vyřešení detailů spár tak, aby byly dodrženy veškeré tepelně-technické požadavky na ně kladené. Nejtěžší etapou výstavby byla montáž posledních podlaží. Přístup z vnější strany nebyl možný a proto byly veškeré styky dílců navrženy tak, aby je bylo možné realizovat z interiéru. Tmelicí práce prováděli pracovníci s horolezeckým výcvikem. STAVBA V ČÍSLECH Náročnost a složitost konstrukce vyjadřují počty prefabrikovaných prvků. Konstrukce je sestavena celkem z 300 prvků, z toho se jedná o celkem 200 různých typů prvků. Objem prefabrikovaných prvků byl 600 m 3, objem monolitických konstrukcí, které byly součástí skeletu, 330 m 3. Montáž objektu proběhla v období září až prosinec Montáž vlastní podnože byla provedena mobilním jeřábem Obr. 3 a) Původní stav objektu sila, b) stav po sejmutí původního krovu a stropní desky, osazování prefabrikovaných sloupů nosné podnože nástavby, c) podnož před instalací zavětrování, d) hrubá stavba po osazení prefabrikovaných prvků, e) stavba po dokončení Fig. 3 a) Original state of the silo, b) state after bringing down the original roof framework and roof slab, c) socle before wind bracing instalation, d) load bearing structure after installation of precast elements, e) finished construction Obr. 4 a) Půdorys 1. NP, b) půdorys 12. NP, c) řez Fig. 4 a) Layout of the 1 st aboveground floor, b) layout of the 12 th above-ground floor, c) cross section nosnosti 250 t v průběhu 10 dní, montáž horní části objektu již byla prováděna stacionárním věžovým jeřábem výšky 50,4 m s vyložením ramene 25 m o nosností 8 t. Tvary a rozměry nosných prvků horního skeletu byly omezeny nosností a dosahem uvedeného jeřábu. Přípra va, armování, kompletace bednění a betonáž monolitické spřahující žebrové desky ve výšce 20 m si vyžádala jeden měsíc (objem 160 m 3, výztuž 35 t), následná montáž jednotlivých pater včetně stropních dobetonávek probíhala v 10denních cyklech. Montáž posledního patra v ocelové technologii si vyžádala 14 dní. 3d 3e 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 43

46 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES 5a 5b Obr. 5 a) Noční osvětlení stavby, b) interiér Fig. 5 a) Construction in night lights, b) interior NOMINACE V SOUTĚŽI ECOLA AWARD Ve stejný den, kdy se Silo Tower stal stavbou Olomouckého kraje v kategorii Rekonstrukce a obnova, byl projekt nominován do prestižní mezinárodní architektonické soutěže Ecola Award v Německu. Investor Hopr Group, a. s. Autor návrhu Studio Zlamal ing. arch. Blanka Zlamalová Spolupráce Stavební firma, a. s. Ing. Zdeněk Tomek Realizace IP Systém, a. s., Bisa, s. r. o. Celkový objem investic 45 mil. Kč bez DPH Ing. arch. Blanka Zlamalová Studio Zlamal tel.: blankazlamalova@seznam.cz INŽENÝŘI Z CACE BODOVALI V EVROPSKÉ SOUTĚŽI EFCA YOUNG PROFESSIONALS 2015 Soutěž Young Professionals (YPs), pořádaná evropskou federací EFCA (European Federation of Engineering Colsuntancy Associations), je určená mladým profesionálům konzultačním inženýrům ve věku do 35 let. Jejím cílem je podporovat talent a schopnosti mladé generace konzultantů a motivovat je k dalšímu profesnímu rozvoji. Vítězkou letošního 6. ročníku soutěže, kterého se zúčastnilo sedmnáct mladých profesionálů ze sedmi zemí, byla vyhlášena Anne Moloney (33 let, Ramboll, Dánsko) za projekt The Queensferry Crossing. Jde o jeden z největších mostních projektů v severní Evropě a největší inženýrský projekt ve Skotsku v posledním desetiletí. Anna Moloney musela prokázat nejen vysokou odbornou úroveň, ale také výborné komunikační schopnosti při vedení týmu 35 spolupracovníků. Vítězná cena byla spojena s bezplatnou účastí na EF- CA GAM konferenci a setkání YPs v Oslo 28. až 30. května 2015 a prezentací oceněného projektu během odborného jednání konference. Z užšího okruhu finalistů vybrala odborná mezinárodní porota dvě druhá místa: Francescu Del Din (27 let, Ramboll, Dánsko) za Gina Krog Field Development project a Marka Foglara (34 let, SUDOP, Česká republika) za projekt rekonstrukce Negrelliho viaduktu v Praze. V oceněném projektu má inženýr Foglar trojnásobnou zodpovědnost, jako manažer projektu, jako hlavní mostní inženýr a jako mostní inženýr zodpovědný za rekonstrukci historického m dlouhého mostu, kde např. přemostění Křižíkovy ulice bude nově řešeno kompozitní ocelobetonovou konstrukcí (obr. 1). Oba držitelé druhého místa obdrželi finanční podporu účasti na EFCA GAM konferenci a YPs setkání v Oslo ve výši 500. Porota udělila také sedm čestných uznání. Jedno z nich obdržel Jan Loško (31 let, Česká republika). 1 Ze tří přihlášených účastníků z České republiky se dva dostali mezi oceněné, inženýr Foglar získal dokonce druhou cenu, což je velký úspěch mladých českých profesionálů. zdroj: zpráva EFCA květen 2015 Ing. Jana Margoldová, CSc. sekretariát CACE Obr. 1 Vizualizace navrhovaného řešení přemostění Křižíkovy ulice v pražském Karlíně (SO 14-07) 44 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

47 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES NOVÝ ŽIVOT TOVÁRNÍCH KOMÍNŮ S VODOJEMY REBIRTH OF FACTORY CHIMNEYS WITH WATER TANKS Jana Hořická, Jan Pustějovský Příspěvek je věnován možnostem nového využití továrních komínů s vodojemy, které jsou kvůli svým specifickým vlastnostem obtížně adaptovatelné. Možnosti nového využití byly formulovány na základě analýzy dosavadních zkušeností s adaptacemi komínů a vodárenských věží v evropském prostoru. The article focuses on new possibilities of use of factory chimneys with water tanks, which are difficult to adapt due to their specific characteristics. New possibilities of use were formulated based on analysis of previous experience of factory chimneys and water towers adaptation in the European area. JEDINEČNÉ PRŮMYSLOVÉ DĚDICTVÍ Tovární komíny s vodojemy představují jedinečné dědictví krátkého historického období první poloviny 20. století. V jednom objektu se spojují dvě funkce komína a vodárenské věže. Na území České republiky jich zůstalo do dnešních dnů zachováno pouhých 21, přičemž některé z nich jsou stále ohroženy demolicí. Staly se unikátním symbolem vynalézavosti a stavitelské dovednosti, který má zůstat zachován dalším generacím. Podobně jako běžné tovární komíny představují významný prvek v urbanizované krajině (landmark) a svou nezvyklou siluetou do ní vnáší specifický estetický vjem. Historie a konstrukce železobetonových komínových vodojemů byly podrobněji popsány v předchozím čísle. [1] ADAPTABILITA Pro úvahy o novém využití objektů průmyslového dědictví je rozhodující analýza jejich adaptability schopnosti přijmout novou funkci (odlišnou od funkce původní). Obecně lze takto průmyslové stavby rozdělit do dvou základních skupin. První skupinu tvoří tzv. univerzální objekty, jejichž prostorová struktura umožňuje přestavbu pro téměř libovolné nové využití. Typickými představiteli jsou výrobní etážovky textilního a lehkého strojírenského průmyslu nebo různé halové výrobní objekty. Druhou skupinu představují tzv. jednoúčelové objekty, které naopak svými prostorovými vlastnostmi zcela cíleně odpovídají požadavkům funkčního využití, pro který byly vystavěny, a adaptace pro jiné využití je obtížná až nemožná. Obvykle se jedná pouze o obálky technologického vybavení, nebo v krajním případě stavba tvoří samotnou výrobní technologii. [2] Tovární komíny s vodojemy představují logickou kombinaci dvou zcela specifických jednoúčelových stavebních jednotek: komína a vodárenské věže. Jsou tak zástupcem právě této krajní polohy neadaptabilních staveb, kdy nejde v pravém slova smyslu o budovu tvořenou prostorovou strukturou, ale spíše o součást technologického zařízení. S ohledem na omezené množství těchto objektů a úzkou typologickou příbuznost byly podkladem pro výzkum i komíny a samostatně stojící vodárenské věže. 1 2 POTENCIÁL Zásadní překážkou při hledání nového využití je absence prostorů s uchopitelnými rozměry a zejména proporcemi. Komíny s rezervoáry mají v zásadě pouze dva prostory průduch komína a nádrž. Interiér komínů s vodojemem tvoří výrazně převýšený sevřený prostor kruhového či oktogonálního půdorysu o průměru od 1,1 do 5 m, u velkých komínů (např. Dvůr Králové) směrem vzhůru se zužující. Výška prostoru odpovídá výšce komína a pohybuje se v rozmezí 30 až 80 m. V závislosti na způsobu přívodu spalin může být dno komína pod úrovní přilehlého terénu. Tyto vlastnosti napovídají, že škála možných využití bude omezena na vertikální komunikace (schodiště, výtahy) nebo jejich alternativní podoby (žebříky, kladky, apod.). Kromě několika takovýchto přestaveb jsou průduchy některých standardních komínů využívány zcela utilitárně, např. jako prostor pro odtah vzduchotechniky (konverze bývalé továrny na klobouky v Praze 8) [3]. Větší potenciál pro využití nabízí paradoxně exteriér komínového tělesa. Konstrukční a statické řešení komínů umožňuje aditivním způsobem doplňovat dřík komína o další konstrukce. Takto byly realizovány také první kovové komínové vodojemy prof. Intze, ale také železobetonové nádrže komínů ve Slaném, Libčicích nad Vltavou či Ruzyni [1]. U nás se opuštěné komíny ve velké míře utilitárně stávají nosiči telekomunikačních zařízení nebo reklam, což jim zaručuje jistotu existence, jakkoliv může jít o neestetický způsob využití [4]. V evropském prostoru je ale možné setkat se i s řadou kreativních konverzí, které zapojují opuštěné komíny do nového života. Komíny se jako landmark často stávají nosiči umění nebo sou- Obr. 1 Světelná instalace na komínu pivovaru, Unna, Německo, umělec Mario Merz Fig. 1 Light installation on the brewery chimney, Unna, Germany, artist Mario Merz Obr. 2 Rozhledna na komínech v areálu bývalé zbrojovky, Chatellerault, Francie Fig. 2 Lookout placed on chimneys in the former arm factory, Chatellerault, France 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 45

48 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES 3 4 Obr. 3 Originální rodinné bydlení, Soest, Holandsko Fig. 3 Original family residence, Soest, The Netherlands Obr. 4 Rodinné bydlení s ateliérem a rozhlednou Biorama, Joachimsthal, Německo Fig. 4 Family residence with a studio and lookout Biorama, Joachimsthal, Germany Obr. 5 Sídlo architektonického ateliéru ve vodojemu Nobelovy dynamitky, Bratislava, Slovenská republika: a) celkový pohled, b) interiér Fig. 5 Architectural studio in a water tower of Nobel dynamite factory, Bratislava, Slovak Republic: a) outside view, b) interior Obr. 6 Utilitární využití jako nosič telekomunikačního zařízení, Roudnice nad Labem Fig. 6 Utilitarian usage telecommunication device construction, Roudnice nad Labem Obr. 7 Studie adaptace na rozhlednu, Vilémov-Zahořany (vlevo stávající stav, vpravo návrh) Fig. 7 Study of adaptation to a lookout, Vilémov-Zahořany (left current state, right design proposal) částí a prostředkem uměleckého díla v různých formách, dočasně i trvale, jsou znovu přijímány jako identifikační symbol místa a upomínají na jeho industriální minulost. Velmi časté jsou světelné instalace (např. pivovar v Unně, obr. 1, huť Meiderich v Duisburgu, elektrárna Salmisaari v Helsinkách), vizuální umění v konvenční i alternativní podobě (Bagnolet ve Francii) či landartové instalace. Doplněním jednoduché stavební konstrukce schodiště či výtahu a vyhlídkové plošiny byla řada komínů konvertována na rozhledny (např. Smithfield v Dublinu nebo bývalá zbrojovka v Chatellerault, obr. 2). Širší spektrum možných využití nabízí vodojemy a vodárenské věže, které umožňují adaptaci vlastního interiéru vodojemu a vestavbu do konstrukce jeho podpor. Mimo umělecké a utilitární úpravy byla realizována řada konverzí nejen na rozhledny (např. Sint Jansklooster v Holandsku), ale také pro účely rodinného bydlení, přechodného ubytování či na ateliéry (atypické bydlení ve vodárenské věži Mazanka v Praze, rodinné bydlení v Soest v Holandsku, obr. 3, rodinné bydlení s ateliérem a rozhlednou Biorama Joachimsthal v Německu, obr. 4, studentská kolej v Gentofte v Dánsku, sídlo architektonického ateliéru v areálu Nobelovy dynamitky v Bratislavě, obr. 5 a, b). Za standardní situace relativně dobře využitelný prostor vodojemu je u komínové varianty zásadně omezen nasazením na dřík komína. Vzniká tak stísněný prostor na půdorysu mezikruží o šířce od 0,7 do 1,7 m a výšce 2 až 5 m. Nádrže byly projektovány relativně malé, největší známý objem je 300 m 3 ve Dvoře Králové, obvyklejší objemy se ale pohybovaly mezi 30 a 100 m 3. Rozměry a proporce vnitřního prostoru neodpovídají měřítku člověka. Železobetonová konstrukce obálky umožňuje prolomení otvorů a kontakt s exteriérem. Vodojemy obvykle doplňuje vnější ochoz, využitelná je také střecha nádrže. Omezující je i obtížná dosažitelnost. Nádrže jsou osazeny ve výšce 14 až 44 m nad terénem (měřeno ke dnu nádrže) a přístupné jsou pouze z vnějšku komína po kovových stupadlech či žebřících [4]. Na základě analýzy adaptability a dosavadních zkušeností s novým využitím komínů a vodárenských věží byly formulovány principy přenositelné na objekty továrních komínů s vodojemy. Možnosti rekonstrukcí těchto objektů jsou spíše charakteru konstrukčně- -technického, proto byla pozornost věnována více jejich kombinacím s novou funkcí a převážně konverzím k novému využití, kde se uplatňuje výrazně kreativní přístup. Základní možnosti nového využití jsou uspořádány podle míry zásahu do původní stavební struktury. Jak vyplývá z výše uvedeného, nejméně invazivní je využití utilitárního charakteru, které je slučitelné i s původní funkcí objektů. Za využití převážně neinvazivní, ovšem měnící charakter objektu, lze považovat využití umělecko-výtvarného charakteru (visual arts), které zahrnuje světelné instalace, landart, streetart (i graffiti) apod. Využití pro turistický ruch a drobné služby (např. rozhledna nebo kavárna) vycházející z atraktivity 5a 5b 46 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

49 STAVEBNÍ KONSTRUKCE STRUCTURES 6 a výrazně vertikálních pa rametrů staveb už vyžaduje zásahy do stavební struktury. Poslední skupinou využití jsou spíše experimentální minimální a speciální formy trvalého osídlení, nejčastěji bydlení a ubytování, ale je možné zahrnout sem např. i specifické sídlo ateliéru. Tyto funkce jsou ve své podstatě neslučitelné s původními parametry objektů, proto vyžadují vysoce kreativní přístup a zároveň poměrně zásadní zásah do původní stavební struktury. NOVÝ ŽIVOT Inspirace a studium dosavadních zkušeností poskytlo podklady pro konkrétní práci s úzkou skupinou továrních komínů s vodojemy na území České republiky. Mezi zásadní faktory ovlivňující návrh možného budoucího využití lze řadit situaci současného využití, polohu a návaznosti v rámci areálu, příp. vztah k urbanizované struktuře města nebo vesnice. V konkrétních případech práci nejvíce určuje přístup majitele objektu. Pokud se jedná o objekty sloužící původnímu účelu, tedy alespoň v případě jedné z částí komín nebo vodní rezervoár, předpokládají se pouze udržovací práce (např. v Mělníku nebo Libčicích nad Vltavou). V některých případech lze doporučit přehodnocení architektonicko-výtvarného řešení objektu s ohledem na historické a kulturní hodnoty (např. v Litovli nebo Dobrovicích). Nevyužívané objekty, které se přirozeným způsobem staly součástí prostoru, v němž se nacházejí, a kromě funkce estetické a orientační plní ještě některou z funkcí utilitárních, mají být zachovány jako status quo (např. v Pardubicích). Dále mohou nevyužité objekty poskytnout prostor pro instalace výtvarného umění. Ve všech těchto případech se uplatňují postupy do stávající stavební struktury zasahující minimálně nebo vůbec. Formulování možností nového využití, které předpokládá změnu původní stavební struktury, vychází z předcházející analýzy a zohledňuje trvalost zásahu. Mírným zásahem, který je vratný, je osazení konstrukce pro utilitární využití, např. nosič telekomunikační antény (obr. 6) nebo osvětlení reklamy. V případě změny funkce adicí dočasné konstrukce lze také docílit vratného zásahu, bez ohledu na to, zda nová konstrukce respektuje původní charakter nebo má vyhraněný výtvarný vztah k původnímu objektu. Příkladem tohoto přístupu mohou být studie nového využití komína s vodojemem jako rozhledny v obci Vilémov-Zahořany (obr. 7) nebo koncept potenciálního využití komína s vodojemem v areálu bývalé Pragy v Praze-Vysočanech jako majáku (propagačního a informačního centra) pro předpokládaný projekt rozvoje území. Vstup ve formě změny původní a/nebo přidání nové konstrukce trvalého charakteru za účelem dlouhodobé změny funkčního využití představuje nevratný zásah. Jedná se o příklady, kdy nové využití není kompatibilní s původní stavební strukturou, např. koncept umístění cely pro výjimečný trest v areálu vazební věznice Ruzyně do vodního rezervoáru. Ve většině případů je ovšem nové využití vlastního komína s vodojemem podmíněno konverzí související stavební struktury nebo regenerací celého areálu, jako např. ve Slaném v areá lu bývalé ČKD či v České Skalici. Trvalým řešením v extrémní poloze je demolice, která je reálnou hrozbou v případech, kdy se nenajde efektivní využití, prostředky na údržbu a objekt není památkově chráněn. I přes nezpochybnitelné kulturně-historické hodnoty a jedinečnost tohoto dědictví se stále setkáváme s nepoučenými majiteli, jejichž vztah lze označit jako lhostejný. V této souvislosti stojí za pozitivní zmínku komín s vodojemem v České Skalici, kde město jako majitel objektu změnilo svůj přístup a ustoupilo od záměru demolice na základě informace, že se jedná o jedinečné stavebně-technické dědictví. Příspěvek byl realizován za finanční podpory Ministerstva kultury České republiky v rámci programu aplikovaného výzkumu NAKI DF13P01OVV021. Ing. arch. Ing. Jana Hořická Fakulta stavební ČVUT v Praze jana.horicka@fsv.cvut.cz Ing. Jan Pustějovský Fakulta stavební ČVUT v Praze jan.pustejovsky@fsv.cvut.cz Text článku byl posouzen odborným lektorem. The text was reviewed. Literatura: [1] VONKA, M., KOŘÍNEK, R. Železobetonové komínové vodojemy unikátní konstrukce první poloviny 20. století. Beton TKS, 2015, č. 1, s ISSN [2] HLAVÁČEK, E. Architektura pohybu a proměn: (Minulost a přítomnost průmyslové architektury), Praha: Odeon, 1985, s. 167 [3] VONKA, M. Tovární komíny. Funkce, konstrukce, architektura, Praha 2014, s ISBN [4] VONKA, M., KOŘÍNEK, R. Komínový vodojem funkce, konstrukce, architektura, SOVAK Sdružení oboru vodovodů a kanalizací, ročník 24, č. 3, s ISSN a 7b 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 47

50 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH METÓDA ÚROVNÍ PRIBLÍŽENIA V MC2010: POUŽITIE PRE ŠMYK PRI PRETLAČENÍ THE LEVELS-OF-APPROXIMATION APPROACH IN MC2010: APPLICATION TO PUNCHING SHEAR PROVISIONS Aurelio Muttoni, Miguel Fernández Ruiz Nasledovný text bol prevzatý z rukopisu The Levels-of-Approximation approach in MC 2010: Applications to Punching Shear Provisions, ktorý bol publikovaný v časopise Structural Concrete, Ernst & Sohn, Germany, Vol. 13, No. 1, 2012, pp rovnakými autormi. V článku sú predstavené základy Teórie kritickej šmykovej trhliny (CSCT) s ohľadom na navrhovanie lokálne podopretých dosiek na pretlačenie a tiež uvádza princípy návrhového prístupu Úrovní priblíženia, ktorý bol neskôr implementovaný do nového Model Code 2010 pre tri oblasti navrhovania: šmyk, šmyk pri pretlačení a pri stabilných výpočtoch. Cieľom príspevku je predstavenie nového mechanického modelu na pretlačenie CSCT. Tento model nahradil v novom Model Code 2010 predchádzajúci empirický model na pretlačenie publikovaný v Model Code 1990 (neskôr zapracovaný aj do Eurokodu 2). V súčasnosti používané EC2 návrhové vzťahy sú empirické, pričom boli kalibrované s použitím experimentov prevažne centricky zaťažených lokálne podopretých dosiek. Model je ťažko použiteľný pre dosky vystužené napr. FRP výstužou, alebo pre konštrukcie z vláknobetónu. Preto v rámci prípravy druhej generácie Eurokódov sa plánuje nahradenie doteraz používaného empirického modelu vhodným fyzikálnym modelom (kde CSCT prístup je v súčasnosti jedným z tých, o ktorých sa uvažuje). The following text is adapted from the manuscript The Levelsof-Approximation approach in MC 2010: applications to punching shear provisions, published by the same authors in the journal: Structural Concrete, Ernst & Sohn, Germany, Vol. 13, No. 1, 2012, pp The paper introduces the fundamentals of the Critical Shear Crack Theory (CSCT) with respect to punching design of flat slabs and also presents the Levels-of-Approximation approach (this latter implemented into the new Model Code 2010 for three design situations: shear, punching shear and buckling). The goal of the paper is to present the mechanical model for punching shear of the CSCT, which has replaced in Model Code 2010 the previous empirical equations of Model Code 1990 (later incorporated into Eurocode 2). The currently EC2 design equations are empirical and have been calibrated with results of experiments mostly performed on specimens loaded under axis-symmetric conditions. The application of these equations has revealed difficult to other cases as slabs reinforced by FRP or for structural members cast from fibre reinforced concrete. Therefore, within the works on the second generation of Eurocodes, there is a plan to replace previous empirical equations with state-of-the-art physical model (where the CSCT approach is currently under consideration). presnosť IV III II I čas venovaný analýze 1 Úrovne priblíženia Najskúsenejší inžinieri vždy riešili navrhovanie nových konštrukcií alebo hodnotenie odolnosti existujúcich konštrukcií s použitím prístupu úrovní priblíženia (levels-of-approximation, LoA). Je to skôr intuitívne, že limity únosnosti konštrukcie môžu byť obyčajne vypočítané s pomerne jednoduchými modelmi, za predpokladu, že tieto modely sú založené na správnych teóriách. Niektoré ich fyzikálne parametre (napr. uhol sklonu tlakovej diagonály, alebo súčinitele účinnosti) je lepšie stanoviť tým, že budeme venovať viac času ich analýze, čím dosiahneme spresnenie (obyčajne zvýšenie) odhadov odolnosti prvku. Avšak táto stratégia navrhovania sa nie vždy odráža v návrhových normách, kde v mnohých prípadoch nie je možné upresniť parametre použité v normových návrhových vzťahoch. Je to typické v prípadoch noriem s empirickými vzorcami založenými na geometrických rozmeroch a materiálových vlastnostiach a nie na fyzikálnych parametroch. Dôsledkom toho je, že takéto normy málokedy zahŕňajú väčšinu aspektov navrhovania (čo je obyčajne časovo náročné a poskytuje projektantom málo možností na použitie moderných metód navrhovania), alebo sú príliš otvorené (čo môže byť nebezpečné v rukách neskúsených projektantov). Aby sa vhodne vyjadril vplyv nových poznatkov vo vzťahoch na navrhovanie, normy sa stávajú zložitejšie (zvlášť ak sú použité empirické modely). Tento smer vedie k tomu, že normy sú niekedy príliš zložité pre predbežný návrh a súčasne nie sú dostatočne presné pre hodnotenie existujúcich konštrukcií (kde sú niekedy požadované oveľa realistickejšie modely pôsobenia). V mnohých krajinách to prináša diskusiu o potrebe zavedenia zjednodušených noriem pre navrhovanie jednoduchých konštrukcií a noriem na hodnotenie existujúcich konštrukcií. Avšak to má za následok, že ich návrhové modely nie sú vždy konzistentné, čo môže viesť u projektantov ku zmätkom. Alternatívnu normovú stratégiu poskytuje LoA prístup [1, 2] (obr. 1). Tento prístup navrhuje použitie teórií založených na fyzikálnych modeloch. Ak sa požaduje predbežný odhad odolnosti prvku, mechanické parametre v návrhových vzťahoch je možné stanoviť jednoduchým (bezpečným) spôsobom. To umožňuje stanovenie odolnosti, aj keď analýze venujeme veľmi krátky čas, čo je bežné pre účely predbežného návrhu pre viac nosných prvkov bez toho, aby bol daný rozhodujúci spôsob zlyhania. Avšak v prípadoch, kde takýto stupeň presnosti je nedostatočný (napr. kritické prvky, podrobný návrh), hodnoty mechanických parametrov môžu byť spresnené vo viacerých krokoch. To znamená venovať viac času analýzam (obr. 1), ale vedie to k presnejším odhadom pôsobenia a odolnosti nosných prvkov. LoA prístup takto umožňuje pokryť predbežný návrh aj podrobný výpočet rovnakým súborom vzťahov. S ohľadom na návrh nových konštrukcií tento prístup dovoľuje postupné zvyšovanie presnosti analýz tak, ako sa projekt vyvíja od predbežného návrhu až po vykonávací stupeň. To pomáha vynaložiť pre každý projektový stupeň len skutočne potrebný čas. Tiež to dovoľuje spresňovať návrh pre nie bežné prvky zvláštnej významnosti vo vzťahu ku bezpečnosti konštrukcie (napr. oblasti diskontinuít, spojkové prvky). Prírastkový prístup je tiež veľmi vhodný pri hodnotení existujúcich konštrukcií, ktoré aj keď boli správne navrhnuté podľa noriem platných v čase 48 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

51 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Rozvoj critical kritickej shear crack šmykovej developin trhliny through cez compression tlakovú diagonálu strut (w ψ.d) (w ψ d) ψ [ MPa ] V b0 d fc Extémne Extrémne hodnoty fyzikálnych parametrov [ MPa ] V b0 d fc Oblasť Oblas failure region porušenia theoretical Teoretická diagonála strut carrying prenášajúca shear šmyk V dg0+dg 2a 2b 2c ψ d ψ d dg0+dg ich výstavby, nespĺňajú požiadavky súčasných noriem v dôsledku zmeny zaťažení, alebo prísnych nových normových požiadaviek. To ale neznamená, že takéto konštrukcie sú nebezpečné. Návrhové pravidla sú vytvorené tak, aby pokryli série neistôt a boli aplikovateľné na široký počet prípadov, aj keď môžu byť veľmi konzervatívne pre niektoré situácie. V takých prípadoch použitie presnejších metód analýzy pre stanovenie konštrukčnej bezpečnosti je plne oprávnené (aj keď sú časovo náročnejšie), najmä ak je možné sa vyhnúť nákladnému zosilňovaniu konštrukcie. LoA prístup bol formálne prezentovaný v [1] a implementovaný na výpočet účinkov druhého rádu vo švajčiarskej norme pre konštrukčný betón [3] v roku Nedávno bol tiež použitý v Model Code 2010 [4, 5] pre šmyk, šmyk pri pretlačení a stabilitné výpočty. V tomto článku sú uvedené princípy tohto prístupu vo vzťahu k ustanoveniam Model Codu 2010 pre šmyk pri pretlačení. V článku je tiež uvedený praktický príklad použitia tohto prístupu, ktorý pomôže čitateľovi pochopiť očakávaný nárast presnosti ak sa použije vyššia úroveň priblíženia. LOA PRÍSTUP PRE ŠMYK PRI PRETLAČENÍ V MODEL CODE 2010 Pretlačenie je predmetom výskumu v oblasti konštrukčného betónu od 60. rokov 20. storočia. Prvý racionálny prístup k navrhovaniu na pretlačenie vyvinuli vo Švédsku Kinnunen a Nylander [6]. Tento prístup úspešne vysvetlil pôsobenie a šmykovú odolnosť bez šmykovej výstuže pri pretlačení lokálne podopretých dosiek. Aj keď metóda Kinnunena a Nylandera bola dostatočne spoľahlivá, viedla k trochu komplikovaným návrhovým vzťahom. Ako dôsledok bola skutočnosť, že jej implementácia do noriem bola obtiažna a v súčasnosti väčšina noriem v Európe [7] a v Amerike [8] pre navrhovanie prvkov na pretlačenie bez šmykovej výstuže je stále postavená na empirických vzťahoch bez fyzikálneho základu. Pre lepšie pochopenie tohto fenoménu bol uskutočnený rozsiahly výskum v posledných dekádach. Podrobný stav poznania a porovnanie prístupov je možné nájsť v špeciálnych publikáciach [9, 10] a výskumných prácach [11, 12]. Zohľadňujúc tieto výskumy sú ustanovenia pre pretlačenie v Model Code 2010 založené skôr na fyzikálnej teórii ako empirických vzorcoch na rozdiel od predchádzajúceho vydania Model Codu. Za ustanoveniami MC2010 je teória kritickej šmykovej trhliny (CSCT). Základné princípy teórie CSCT pre šmyk pri pretlačení boli vytvorené Muttonim a Schwartzom v roku 1991 [13] a neskôr spresnené a rozšírené na navrhovanie prvkov nosných v jednom smere na šmyk Muttonim [14]. Séria posledných experimentálnych a teoretických prác potvrdila správnosť tohto mechanického modelu [12, 15, 16] a tiež rozšírila použitie na prvky zlyhávajúce na šmyk po rozvinutí plastických pretvorení v ohybovej (hlavnej) výstuži [17, 18], na dosky vystužené šmykovou výstužou [19, 20] a ďalšie prípady. Rozšírený súhrn posledného vývoja a aplikácií možno nájsť tiež v [21]. Obr. 1 Prístup úrovní priblíženia: presnosť odhadov ako funkcia času venovaného analýzam (prevzaté z [1]) Fig. 1 Levelsof-approximation approach: accuracy of the estimate as a function of the time devoted to analyses (adapted from [1]) Obr. 2 Kritická šmyková trhlina, ktorá sa rozvíja pozdĺž tlakovej diagonály: a) poloha diagonály a kritickej šmykovej trhliny [12], b) obálka porušení železobetónovej dosky ako funkcia pootočenia dosky pri podpere (výsledky zo vzoriek s účinnou výškou mm, percentom vystuženia výstužou na ohyb 0,4 1,6 %, pevnosťou betónu MPa, rozmerom zrna kameniva 8 32 mm a priemerom stĺpa mm), c) porovnanie oblasti porušenia s výsledkami 99 experimentov na pretlačenie [12] Fig. 2 Critical shear crack developing through the compression strut: a)location of strut and critical shear crack [12], b) failure envelopes for reinforced concrete slabs as function of slab rotation (results for specimens with effective depth of mm, flexural reinforcement ratio of 0,4-1,6 %, concrete strength of MPa, aggregate size of 8-32 mm, and column diameter of mm, c) comparison of failure band and results from 99 punching shear tests [12] Mechanický model CSCT Teória kritickej šmykovej trhliny je založená na predpoklade, že šmyková odolnosť prvkov bez šmykovej výstuže je riadená šírkou a drsnosťou šmykovej trhliny, ktorá sa rozvíja vďaka šikmej tlakovej diagonále, prenášajúcej šmykové sily [12, 15] (obr. 2a). Šmyková odolnosť, ktorá je výsledkom tohoto predpokladu, sa dá vypočítať s uvážením dvoch tuhých telies, ktorých kinematika pri zlyhaní je charakterizovaná pootočením dosky (vyvinuté v zhode s experimentálnymi meraniami [16]). Pri uvážení takejto kinematiky sa pozdĺž kritickej trhliny rozvinú ťahové napätia a napätia od zaklínenia zŕn kameniva (relatívny poklz medzi okrajmi trhliny). Šmyková odolnosť sa takto môže vypočítať integráciou oboch príspevkov (betón v ťahu a zaklínenie zŕn kameniva) pozdĺž povrchu porušenia (hmoždinkový efekt ohybovej výstuže sa zanedbáva v dôsledku možnosti odštiepovania betónovej krycej vrstvy, obr. 2a). Na obr. 2b sú výsledky získane uskutočnením takejto integrácie s použitím numerického prístupu podrobne 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 49

52 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH 0.8 [ MPa ] V b0d fc Oblasť Oblas porušenia Kritérium porušenia stredné hodnoty Kritérium kritérium porušenia charkteristické charakteristické hodnoty V V R R porušenie Porušenie Krivka krivka za aženie zaťaženie- pooto enie pootočenie Kritérium kritérium porušenia Táto skutočnosť bola akceptovaná väčšinou návrhových modelov. Avšak väčšina noriem stále využíva empirické vzorce na stanovenie týchto príspe ψ d dg0+dg 4 v [16] a pre významne odchýlky mechanických parametrov. Graf je normalizovaný na oboch osiach, aby sa vzal do úvahy rozmer podperovej oblasti, pevnosť betónu v tlaku, hrúbka prvku a rozmery zŕn kameniva. Je možné pozorovať, že šmyková odolnosť klesá so zväčšovaním pootočenia a účinnej výšky dosky (vedie to ku väčšiemu otváraniu kritickej šmykovej trhliny). Je to logické, lebo širšie trhliny redukujú príspevok betónu v ťahu aj príspevok zaklinenia zŕn kameniva v trhline. Je tiež zaujímavé poznamenať, že zlyhania sa vyskytujú v pomerne úzkej a dobre definovateľnej oblasti pre všetky prípady (obr. 2b). Porovnanie oblasti porušenia s výsledkami 99 experimentálnych testov na pretlačenie (ktorých data sú detailne uvedené v [12]), ktoré je na obr. 2c, ukazuje veľmi uspokojivú zhodu. Pre účely návrhu a so zohľadnením úzkej šírky oblasti zlyhania nie je obyčajne potrebný podrobný výpočet obálky zlyhania, ktorú získame integrovaním ťahových napätí v betóne a z príspevku zaklínenia zŕn kameniva. Pre tieto prípady bolo navrhnuté Muttonim zjednodušené krité rium zlyhania [14, 12]. To predpokladá, že šmyková odolnosť v pretlačení (tradične korelujúca s druhou odmocninou pevnosti betónu v tlaku podľa prác Moodyho [22]) je funkciou šírky a drsnosti šmykovej trhliny ako preukázal predchádzajúci mechanický model. VR = f f( w, d ), (1) c g b d 0 v kde V R je šmyková odolnosť, b 0 dĺžka kontrolného obvodu (odsadená o d v /2 od okraja oblasti podpery s uvážením rovnomerného rozdelenia šmykových síl), d v účinná výška prvku v šmyku (vzdialenosť medzi ťažiskom ohybovej výstuže a povrchom, na ktorom je doska podopieraná), f c pevnosť betónu v tlaku, w šírka kritickej trhliny a d g maximálny rozmer zrna kameniva (zohľadňuje drsnosť povrchu trhliny). Pri stanovení šírky kritickej trhliny w Muttoni a Schwartz [13] uvážili, že je úmerná pootočeniu dosky ψ, ktoré sa prenásobí účinnou výškou prvku (obr. 2a). w = ψ d (2) Na základe tohto predpokladu Muttoni [14, 12] navrhol nasledujúce kritérium zlyhania pre prvky bez šmykovej výstuže: VR 3/ 4 = b d f ψ d 0 v c d + d g0 g, (3) kde d g0 je referenčná hodnota rozmeru zrna kameniva rovná 16 mm a d účinná výška prvku [mm]. Na obr. 3 je táto rovnica porovnaná s oblasťou porušenia, ktorá bola vypočítaná na základe mechanického modelu, pričom ukazuje dobrú zhodu. Pre účely navrhovania muselo byť prijaté kritérium zlyhania ako charakteristická hodnota (cieľový je 5% fraktil, Muttoni [12] a Model Code 2010 [5]) (obr. 3). V Rd ck 0 v γ C b d f = 3/ 4 = 15, + 0, 6ψ dk dg 0,6 (4) kde k dg je súčiniteľ zohľadňujúci maximálny rozmer zrna kameniva d g, ktorého hodnota môže byť vypočítaná ako k dg = 48 [mm] /(16+ d g ) a γ C parciálny súčiniteľ spoľahlivosti pre betón, štandardne γ C = 1,5. Výpočet zaťaženia pri porušení Šmyková odolnosť v pretlačení dosky bez šmykovej výstuže sa môže vypočítať priamo s použitím CSCT kritéria porušenia. Aby sa to takto dalo urobiť, musí sa vypočítať priesečník medzi kritériom porušenia a skutočným pôsobením dosky (charakterizovaným jej krivkou zaťaženie pootočenie) (obr. 4). Je potrebné poznamenať, že tento postup umožňuje nielen vypočítať odolnosť v pretlačení, ale aj odhadnúť deformačnú kapacitu (pootočenie) pri porušení. To poskytuje projektantovi cenné informácie o pôsobení konštrukcie (napr. ťažnosť, krehkosť). Naviac, pootočenie (na stanovenie otvorenia šmykovej trhliny) môže byť použité na výpočet aktivácie priečnej výstuže u dosiek so šmykovou výstužou [19], alebo na stanovenie ako vlákna vo vláknobetóne prispievajú do odolnosti v pretlačení [21], pri zohľadnení softeningu. Použitie pri doskách so šmykovou výstužou Teória sa dá konzistentne použiť aj pri doskách vystužených šmykovou výstužou. Početné spôsoby porušenia, ako sú pretlačenie v rámci oblasti vystuženej šmykovou výstužou, pretlačenie mimo tejto oblasti, drvenie tlakovej diagonály, delaminácia betónového jadra, vytiahnutie šmykovej výstuže, ohybové zlyhania, sa dajú riešiť pomocou obálky [19, 20]. Podrobnosti o spôsobe ako je možné narábať s týmito tvarmi zlyhania v rámci modelu CSCT sú do hĺbky vyšetrené v [19, 20, 21]. Zvlášť významný je tvar porušenia pretlačením v rámci oblasti vystuženej šmykovou výstužou (obr. 5a). Odolnosť v tomto prípade závisí od príspevku betónu a šmykovej výstuže: V Rd = V Rd,c + V Rd,s. (5) 50 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

53 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH 5a ψ 5c 5b V critical Ktirická Kritická shear šmyková crack trhlina activatin transverse aktivujúca reinforcement prie nu priečnu výstuž výstuž V Rd,c0 V activation Fáza fáza aktivácie phase šmykovej of shear výstuže reinf. te enie yielding Tečenie of šmykovej shear reinf. výstuže V Rd V Rd,s Load-rotation Závislosť Závislos zaťaženie za aženie relationship - pooto enie pootočenie Contribution Príspevok šmykovej of shear výstuže reinf. (príspevok) betónu) V R,c V R,s shear Šmyková šmyková reinforcement výstuž pretínajúca intersected šmykovú trhlinu by shear crack (shear (príspevok reinforcement šmykovej výstuže) výstuže) contribution) V Rd,c Contribution Príspevok betónu of concrete ψ V vkov. Napríklad konštantnú redukciu príspevku betónu vztiahnutú na odolnosť prvku bez šmykovej výstuže uvádza EC2 (25 %) [7] a ACI (50 %) [8]. Tieto normy tiež uvádzajú empirické vzorce, alebo konštantné hodnoty pre napätie v šmykovej výstuži. CSCT prístup je celkom odlišný, nakoľko využíva fyzikálne predpoklady teórie. Tento prístup je možné pochopiť s použitím obr. 5a, kde je ukázané, že šmyková výstuž sa aktivuje otváraním kritickej trhliny (obr. 5b). To znamená, že napätia v šmykovej výstuži rastú až kým nakoniec dosiahnu medzu klzu. Na druhej strane klesá príspevok betónu do odolnosti s otváraním sa šmykovej trhliny (obr. 3). Toto je konzistentné s predpokladmi empirických modelov, ale umožňuje to výpočet redukcie príspevku betónu (pomer V Rd,c / V Rd,c0 na obr. 5c) pre každý špecifický prípad na základe pootočenia (deformačnej kapacity) pri porušení. S ohľadom na aktiváciu šmykovej výstuže bol odvodený analytický vzťah [19, 20] ako funkcia pootočenia dosky (s koreláciou na otvorenie kritickej šmykovej trhliny) a podmienok súdržnosti výstuže. Normová formulácia tohto modelu [19, 26], zohľadňujúca súdržnosť a šikmú výstuž, bola uvedená v kompletnom vydaní Model Code [5]. Všeobecný tvar rovnice je nasledovný: E ψ sin cos. 6 f bd d. sinα + f f φ ywd, (6) ywd w s σ swd = ( α + α) kde α je uhol medzi strednicou dosky a šmykovou výstužou, f bd hodnota pevnosti betónu v súdržnosti (ktorá sa pre účely navrhovania môže uvažovať 3 MPa pre rebierkovú výstuž), f ywd medza klzu šmykovej výstuže a ϕ w prie mer šmykovej výstuže. Výpočet závislosti zaťaženie pootočenie s použitím LoA prístupu Na stanovenie vzťahu zaťaženie pootočenie, ktoré je potrebné na výpočet odolnosti v pretlačení (obr. 4 a 5c), sa môžu použiť rôzne metódy. Model Code uvádza zjednodušené vzťahy odvodené na základe analytických vzorcov [12] a numerických postupov. S ohľadom na analytické vzorce, všeobecný tvar závislosti zaťaženie pootočenie uvádzaný v Model Code 2010 [5] je: r f s ψ = 15, d E yd s m m sd Rd 15,, (7) kde r s je vzdialenosť miesta, kde radiálny ohybový moment mení znamienko, od osi stĺpa, f yd návrhová hodnota medze klzu výstuže na ohyb, E s modul pružnosti výstuže, m sd priemerný ohybový moment na jednotku dĺžky použitý na výpočet ohybovej výstuže v podperovom pruhu a m Rd priemerná ohybová odolnosť na jednotku dĺžky v podperovom pruhu. Hodnoty rôznych mechanických parametrov vo vzorci možno stanoviť s rozdielnou presnosťou, čo vedie k prístupu úrovní priblíženia (LoA). LoA I Pre účely predbežného návrhu za bezpečný predpoklad možno prijať uvažovanie m sd = m Rd. Z toho vyplýva, že pri porušení je v ohybovej výstuži dosiahnutá medza klzu v podperovom pruhu, čo vedie k veľkému otvárania trhlín (čo znižuje odolnosť v pretlačení). To vedie ku bezpečným odhadom odolnosti, lebo ak odolnosť v pretlačení spĺňa tieto podmienky, pre odolnosť dosky bude rozhodujúca ohybová únosnosť. Ďalej, dosky spĺňajúce túto podmienku budú charakterizované ťažným spôsobom porušenia, čím sa vyhnú problémom spojeným s krehkým Obr. 3 Porovnanie oblasti porušenia (obr. 2c) a priemerná a charakteristická hodnota CSCT kritéria porušenia Fig. 3 Comparison of failure region (Fig 2c) and average and characteristic CSCT failure criteria Obr. 4 Výpočet bodu porušenia podľa CSCT: priesečník medzi kritériom porušenia a krivkou zaťaženie pootočenie Fig. 4 Calculation of failure point according to CSCT: intersection between failure criterion and load-rotation curve Obr. 5 Dosky so šmykovou výstužou: a) aktivácia šmykovej výstuže v kritickej šmykovej trhline, b) príspevok betónu a šmykovej výstuže, c) súčet príspevkov betónu a šmykovej výstuže ako funkcia pootočenia dosky pri podpere Fig. 5 Slabs with transverse reinforcement: a) activation of shear reinforcement by critical shear crack, b) concrete and shear reinforcement contributions, c) sum of concrete and shear reinforcement contributions as a function of slab rotation porušením. Vzorec pre vzťah zaťaženie pootočenie sa zjednoduší na tvar: r f s yd ψ = 15,, (8) d Es kde pre pravidelné lokálne podopreté dosky sa dá hodnota r s vypočítať na základe rozpätia ako r s 0,22 (vypočítané na základe geometrie konštrukcie). LoA II Úroveň priblíženia II je založená na zjednodušenom stanovení momentu pôsobiacom v podperovom pruhu m sd. Ten sa dá vypočítať s použitím analytických vzťahov, ktoré vyjadrujú vzťah medzi momentom v podperovom pruhu, šmykovou silou V Ed a momentom vnášaným z dosky do podpery (ktorý je charakterizovaný jeho excentricitou e u ). Napríklad pre vnútorný stĺp lokálnej podopretej dosky je: 1 e u m sd = V Ed +, (9) 8 2b s 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 51

54 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH () () straight bars( 30 / 300) bent up bars( 26 / 300) A investigated region 0.52 m q d2 Q d1 Q d A 6.93 q d1 q d a 6b 6c kde V Ed /8 je priemerný moment pre návrh ohybovej výstuže pôsobiaci v podperovom pruhu bez vnášania momentu do podpery, V Ed e u moment vnášaný do podpery (nevyrovnaný moment) a 2b s šírka, na ktorej vnášaný moment pôsobí (polovica momentu pôsobiaceho na každej strane stĺpa b s 1,5(r sx r sy ) 0,5. Napriek svojej jednoduchosti, tento vzťah poskytuje výborný odhad závislosti zaťaženie pootočenie dosky ako je uvedené v [12, 21]. Napríklad pomer medzi nameranou a vypočítanou odolnosťou v pretlačení pre skúšky na obr. 2c je 1,07 s variačným koeficientom 9 % (významne lepšie než väčšina návrhových noriem [12]). LoA III Ak sa vykoná lineárne pružnostná analýza pre návrh ohybovej výstuže do lokálne podopretej dosky, získané momentové pole sa môže použiť na zlepšenie odhadu mechanických parametrov rovnice (7). To je napr. jednoduché pre hodnoty r s a m sd, kde ohybový a krútiaci moment je možné priamo integrovať. V tomto prípade pre lepší odhad rôznych parametrov sa súčiniteľ 1,5 v rovnici (7) môže nahradiť 1,2 (čo vedie k tuhšiemu pôsobeniu dosky a takto k vyššej odolnosti v pretlačení pre rovnaké mechanické parametre). 15, r f s yd m sd ψ = 12, (10) d E m s Rd LoA IV V niektorých špeciálnych prípadoch je možné vzťah zaťaženie pootočenie lokálne podopretej dosky vyšetrovať priamo integrovaním diagramov moment krivosť konštrukcie (nelineárna analýza). Je to oprávnené napr. ak sa dá predísť nákladnému zosilňovaniu konštrukcie vykonaním presnejších analýz. Avšak treba mať na mysli, že takéto analýzy sú časovo veľmi náročné, a že presnosť LoA III je v súčasnosti veľmi uspokojivá. Významné zvýšenie odolnosti s použitím tejto úrovne priblíženia možno očakávať len pre dosky s pomerne nízkym stupňom vystuženia nad stĺpmi (s významnými účinkami ťahového stuženia), alebo ak sa očakáva významná redistribúcia ohybových momentov medzi stĺpovými oblasťami a oblasťami v poli. Postupy numerickej integrácie sú uvedené v [23, 24, 25]. Veľa komerčných softwarových balíkov tiež poskytuje nástroje na takéto analýzy. Tieto metódy sú ale všeobecne citlivé na výber parametrov a mali by byť aplikované len skú senými používateľmi, ktorý pred tým kontrolovali výsledky numerických simulácií s výsledkami skutočných testov. VÝBER VHODNÉHO LOA Výber vhodného stupňa priblíženia závisí zväčša od kontextu uskutočnenej analýzy (predbežný alebo podrobný výpočet) a od potenciálnych úspor, ktoré môžeme dosiahnuť ak uskutočníme presnejšiu úroveň priblíženia. Všeobecne tento výber je na rozhodnutí projektanta, avšak niektoré objektívne kritéria pre výber sú uvedené nižšie. LoA I poskytuje jednoduchý a bezpečný predpoklad pre stanovenie fyzikálnych parametrov do návrhových rovníc. Je to rýchle a jednoduché riešenie a takto vo väčšine prípadov dostatočné pre účely predbežného návrhu. Ďalšie významné použitie LoA I je na kontrolu či daný spôsob porušenia nie je rozhodujúci. Je to prípad konštrukcií, kde je preukázaná dostatočná odolnosť aj pri použití bezpečných predpokladov LoA I. V takých prípadoch už nie je potrebné vykonať ďalšie analýzy s použitím presnejších úrovní priblíženia. Pre presnejšie úrovne priblíženia sa fyzikálne parametre do návrhových rovníc stanovia s použitím zjednodušených analytických vzorcov. Tieto úrovne sú opäť rýchle a obyčajne dostatočné na pokrytie väčšiny návrhových prípadov. Ich použitie sa odporúča pre tendrové a podrobné návrhy väčšiny nových konštrukcií ako aj hodnotenie existujúcich konštrukcií. Najpresnejšia úroveň priblíženia, numerické metódy sa môžu použiť na stanovenie hodnoty fyzikálnych parametrov uvažovaných v návrhových rovniciach (numerická integrácia s použitím diagramov moment krivosť konštrukcie). Pre použitie týchto úrovní je typická veľká časová náročnosť, a preto sa odporúča ich aplikácia pri podrobnom návrhu veľmi zložitých konštrukcií alebo pre hodnotenie kritických existujúcich konštrukcií. Sú oprávnené, ak presnejšie výpočty môžu viesť k významným úsporám pre klien ta (vylúčením alebo zmenšením rozsahu zosilňovania konštrukcie). PRÍKLAD POUŽITIA LOA Táto časť vysvetľuje použitie prístupu úrovní priblíženia s pomocou praktického príkladu. Ten predstavuje výpočet odolnosti existujúcej lokálne podopretej dosky postavenej v 70. rokoch vo Švajčiarsku. Doska má konštantnú hrúbku 0,52 m a je podopretá skupinou stien po obvode a dvomi vnútornými stĺpmi (s priemerom 1,2 m v mieste podopretia dosky) (obr. 6a). Pevnosť betónu v tlaku bola zistená f ck = 59,4 MPa (uvažovaná pre dlhodobé účinky) a maximálny rozmer zrna kameniva je 32 mm. Doska má veľké množstvo ohybovej výstuže v stĺpovej oblasti s priemernou hodnotou percenta vystuženia ρ = 1,7 % v smere x a ρ = 1,4 % v smere y. Medza klzu výstuže f yd = 390 MPa. Doska má veľké množstvo ohybov (16 vetiev s priemerom 26 mm šikmých pod uhlom 45 a pretínajúcich kónicku poruchovú zó- 52 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

55 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH v perp,d,max Obr. 6 Príklad použitia prístupu: a) geometria a oblasť vyšetrovania, b) priečny rez nad stĺpom, c) rozhodujúci zaťažovací stav Fig. 6 Example of application: a) geometry and region investigated, b) cross-section over column, c) governing load case Obr. 7 Analýza šmykového poľa: a) šmykové pole lokálne podopretej dosky pre rozhodujúci zaťažovací stav, b) rozdelenie šmykových napätí pozdĺž kontrolného obvodu Fig. 7 Shear field analysis: a) shear field of flat slab for governing load case, b) distribution of shear forces along control perimeter 7a 7b nu pri pretlačení). Doska je zaťažená vlastnou tiažou, vrstvou zeminy a zaťažením od dopravy. Geometria a rozhodujúci zaťažovací prípad sú na obr. 6a a 6b. Konštrukcia bola analyzovaná a nakoniec zosilnená podľa MC V článku je riešená len problematika stanovenia odolnosti v pretlačení. LoA I Predbežný odhad šmykovej odolnosti v pretlačení je možné získať s použitím LoA I. Celková šmyková sila pôsobiaca v kontrolnom obvode sa dá získať z lineárnej analýzy konštrukcie (sila v stĺpe mínus zaťaženia pôsobiace na ploche ohraničenej kontrolným obvodom) ako hodnota V Ed = 5,54 MN. Minimálna odolnosť korešpondujúca v tomto prípade so smerom s maximálnym pootočením (maximálne rozpätie) je možné vypočítať s použitím rovnice (8). r f s yd ψ max = 15, = d Es = 15, ,., 390 = 0, = 163, [%] (11) Pre stanovenie odolnosti v pretlačení musel byť kontrolný obvod b 0 redukovaný oproti celkovému kontrolnému obvodu vo vzdialenosti d v /2 od líca stĺpa (označenie základného kontrolného obvodu v Model Code 2010 je b 1 ), aby sa zohľadnili koncentrované sily v šmykovom poli. To sa dá urobiť s použitím nasledovného vzťahu: b 0 = k e b 1, (12) kde k e je súčiniteľ excentricity, zohľadňuje tzv. nevyrovnané momenty, ktoré sa vnášajú do podpery. Približné hodnoty súčiniteľa excentricity k e sú uvedené v Model Code 2010 [5]. Avšak ako je uvedené v norme, v dôsledku prítomnosti významného koncentrovaného zaťaženia v oblasti podpery sa môžu vyskytnúť väčšie šmykové koncentrácie, ako by sa získali s uvažovaním hodnôt uvedených v Model Code Preto namiesto hodnoty k e = 0,9 (korešponduje s hodnotami pre vnútorný stĺp lokálne podopretých dosiek zaťažených rovnomerným zaťažením podľa Model Code 2010) bola uvažovaná bezpečnejšia hodnota k e = 0,8 [25]. Táto voľba bude vysvetlená a spresnená ďalej v texte. Príspevok betónu a výstuže do odolnosti možno priamo vypočítať pre rozhodujúce pootočenie: V = V + V = Rd Rd,c Rd,s b d f / γ 0 v ck C = + 15, + 06, ψ dk max dg + A k σ sinα = = sw e swd 163, + 187, = 3, 5 [MN] (13) kde príspevok šmykovej výstuže možno vypočítať s použitím vzorca (6), ktorý vedie na využitie výstuže σ swd = 390 MPa (medza klzu). V tomto prípade ďalšie možné spôsoby porušenia (drvenie betónovej diagonály, pretlačenie v ďalších obvodoch) nie sú rozhodujúce. Súčiniteľ bezpečnosti (n = V Rd /V Ed ) je v tomto prípade 0,63, čo môžeme považovať za veľmi nízky s návrhom na okamžité merania. LoA II Presnejšie stanovenie odolnosti v pretlačení je možne získať s použitím výsledkov lineárne pružnostnej analýzy. Súčiniteľ k e sa dá získať na základe šmykového poľa konštrukcie v okolí stĺpovej oblasti. Obr. 7 ukazuje koncentrácie šmykového poľa v blízkosti koncentrovaných zaťažení vľavo od stĺpa (kde bolo použité ťažšie koncentrované zaťaženie). V takomto prípade súčiniteľ excentricity možno vypočítať podľa Model Code 2010 ako: k e 1 VEd = = 078,, (14) b v 1 perp,d,max kde v perp,d,max korešponduje s maximálnou hodnotou šmykovej sily na jednotku dĺžky, kolmo na základný kontrolný obvod (obr. 7b). Táto hodnota ukazuje, že predchádzajúci odhad (úroveň I) súčiniteľa excentricity bol celkom dobrý. V LoA II sú krivky zaťaženie pootočenie vypočítané s použitím rovnice (7) a stanovenie m sd je urobené s použitím vzťahov pre úroveň II v MC2010, m sd = V Ed (1/8 + e u /(2b s )). Požadované parametre r sx (= 0,22 x = 2,51 [m]) a r sy (= 0,22 y = 2,22 [m]) možno získať z geometrie konštrukcie. Výsledky sú vykreslené na obr. 8a. Na tomto obrázku sú odolnosť betónu (V Rd,c stanovené podľa (4)), príspevok šmykovej výstuže (V Rd,s stanovený podľa (6)) a závislosť zaťaženie pootočenie (stanovené podľa (7) a (9)) ako funkcie pootočení v smere osi x a y (maximálna šmyková odolnosť nerozhoduje). Výsledok je V Rd = 4,22 MN s rozhodujúcim smerom y. Faktor bezpečnosti (n = V Rd /V Ed ) je v tomto prípade 0,76, stále pomerne nízky, ale nie tak kritický ako pri LoA I. V tomto prípade možno vidieť, že napätie v šmykovej výstuží je σ swd = 271 MPa, čo je menej ako medza klzu (oproti výsledku LoA I). Je to preto, že pootočenie pri porušení (ψ = 0,64 %) je menšie než pri výpočte v LoA I. Avšak, aj keď sa príspevok šmykovej výstuže znížil, celková odolnosť v pretlačení sa zvýšila lebo príspevok betónu bol väčší vďaka menšiemu pootočeniu. Na obr. 8a možno tiež vidieť, že konštrukcia nebude mať pravdepodobne dostatočnú odolnosť (V Rd < V Ed ), dokonca aj keď sa použijú presnejšie úrovne priblíženia (odolnosť dosky je väčšia ako účinok zaťaženia len pre veľmi malé pootočenia). Avšak analýza s vyššími úrovňami priblíženia môže 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 53

56 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH + V + V + 8a 8b 8c byť stále zaujímavá pre optimalizáciu možného zosilňovania [20]. To bol aj prípad tohto príkladu, ktorý odôvodnil hlbšie analýzy s použitím vyšších LoA. LoA III S využitím uskutočnenej lineárnej analýzy boli získane hodnoty m sd a r s presnejším spôsobom z momentového poľa ako je opísané v MC2010. Hodnoty r s sú 2,48 a 2,61 m pre smer x a y. (celkom dobrý súlad s odhadom LoA II). Integrovanie ohybových momentov vedie k výsledkom zobrazeným na obr. 8b. Výsledky poskytli o niečo väčšiu predikciu odolnosti aj keď s obmedzeným ziskom. Šmyková odolnosť v pretlačení je V Rd = 4,35 MN, s faktorom bezpečnosti n = 0,78. LoA IV Nakoniec presná analýza závislosti zaťaženie pootočenie bola vykonaná s nelineárnym modelom na báze konečných prvkov. Model bol lokálny (doska ohraničená osami v strede rozpätia) a pozostávala z 32 oblastí, kde bolo uvážené rozdielne vystuženie v blízkosti stĺpov a v poli. Výsledky sú zobrazené na obr. 8c, kde je možné vidieť obmedzený nárast odolnosti s hodnotou V Rd = 4,46 MN, s faktorom bezpečnosti n = 0,8. Tento výsledok je konzistentný s inými prácami [12] a ukazuje, že vzťahy pre LoA II a LoA III v MC2010 sú celkom presné pre ohybové pôsobenie dosiek s veľkým množstvom ohybovej výstuže a bezpečnejšie pre dosky s malým množstvom ohybovej výstuže (kde ťahové stuženie môže hrať významnú rolu). Komentár k výsledkom Získané výsledky potvrdili, že stanovenie šmykovej odolnosti v pretlačení môže byť progresívne spresňované s použitím prístupu úrovní priblíženia. Je to možné, lebo lepší odhad fyzikálnych parametrov návrhového modelu je uskutočňovaný pre každú jednotlivú úroveň priblíženia (LoA). LoA I a II je možné vykonať za niekoľko minút. LoA III vyžaduje viac než dvojnásobok tohto času. LoA IV trval pre tento príklad niekoľko dní. Nárast pri odhadnutej odolnosti bol však obmedzený a LoA II a LoA III sú obyčajne dostatočné pre podrobné navrhovanie a hodnotenie. V tomto prípade (z dôvodu zložitosti prístupu k lokálne podopretej dosky) boli urobené všetky úrovne, aby sa optimalizovalo množstvo šmykovej výstuže a metóda použitá pri dodatočnom zosilnení. ZÁVERY V tomto článku je rozobratá koncepcia prístupu navrhovania s použitím úrovní priblíženia (LoA) pri navrhovaní a hodnotení konštrukcií. Jej použitie v novom Model Code 2010 je tiež vysvetlené s odkazom na kapitolu šmyk pri pretlačení a aplikáciou na reálnu konštrukciu. Hlavné závery príspevku sú: LoA prístup je založený na myšlienke, že na navrhovanie majú byť používané konzistentné (fyzikálne čisté) teórie. Rôzne mechanické parametre použité v rámci týchto teórií sa dajú získať s použitím rozdielneho stupňa presnosti. Pokiaľ sa má analýze venovať málo práce (prvá úroveň priblíženia), ma tento prístup poskytnúť bezpečne (už realistické) hodnoty odolnosti a pôsobenia nosných prvkov. Presnosť sa môže potom zvýšiť vykonaním ďalších analýz. To umožňuje získať lepšie odhadnuté fyzikálne parametre, ktoré sú požadované do návrhových rovníc. Tento prístup je vhodný na navrhovanie a hodnotenie konštrukcií: - S ohľadom na navrhovanie, umožňuje zvýšenie presnosti analýz ako sa projekt vyvíja od koncepčného navrhovania po realizačný projekt. Obr. 8 Výsledky pre rôzne úrovne priblíženia: a) LoA II, b) LoA III, c) LoA IV Fig. 8 Result for the various levels of approximation: a) LoA II, b) LoA III, c) LoA IV - S ohľadom na hodnotenie existujúcich konštrukcií, dovoľuje spresnenie niektorých prijatých predpokladov (typicky bezpečný a uvedený s ohľadom na pokrytie širokého intervalu prí - padov). Významné množstvo času ve - no vané v týchto prípadoch analýzam je oprávnené ak sa dá vyhnúť nákladným (nepotrebným) zosilňovaniam. Model Code 2010 ponúka LoA prístup pri šmyku, šmyku pri pretlačení a pri stabilite. Pripravené konzistentné návrhové modely majú povzbudiť rozšírenie LoA prístupu aj pre ostatné oblasti navrhovania. Autori implementovali myšlienky LoA prístupu do Model Code 2010 v rámci fib pracovnej skupiny Task Group 4.2. Autori by radi poďakovali ostatným členom edičnej skupiny TG 4.2 (Evan Bentz, Stephen Foster, a Viktor Sigrist) ako aj Joostovi Walravenovi. Autori tiež oceňujú pripomienky a návrhy Karla Thomu a Bruna Zimmerliho (i-beratung GmbH, Švajčiarsko) ku príkladu uvedeného v rámci príspevku. Prof. Dr. Aurelio Muttoni Ecole Polytechnique Fédérale de Lausane ENAC Station 18, Lausane CH-1024 Švýcarsko Dr.Miguel Fernández Ruiz Ecole Polytechnique Fédérale de Lausane ENAC Station 18, Lausane CH-1024 Švýcarsko Text článku byl posouzen odborným lektorem. The text was reviewed. Odborný překlad: prof. Ing. Jaroslav Halvoník, PhD., STU Bratislava 54 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

57 VĚDA A VÝZKUM SCIENCE AND RESEARCH Literatura: [ 1] MUTTONI, A. Introduction to SIA 262 code (in French: Introduction à la norme SIA 262), Documentation SIA, D 0182, Zürich, Switzerland, 2003, pp [ 2] MUTTONI, A., FERNÁNDEZ RUIZ, M. Design through an incremental approach: the Swiss experience, 2010 Joint IABSE-fib Conference, Dubrovnik, Croatia, 2010, 8 p. [ 3] SIA. Code 262 for Concrete Structures, Swiss Society of Engineers and Architects, Zürich, Switzerland, 2003, 94 p. [ 4] Fédération Internationale du Béton (fib), Model Code 2010 First complete draft, fédération internationale du béton, Bulletin 55, Lausanne, Switzerland, 2010, Vol. 1, 318 p. [ 5] Fédération Internationale du Béton (fib), Model Code 2010 First complete draft, fédération internationale du béton, Bulletin 56, Lausanne, Switzerland, 2010, Vol. 2, 312 p. [ 6] KINNUNEN, S., NYLANDER, H. Punching of Concrete Slabs Without Shear Reinforcement, Transactions of the Royal Institute of Technology, N 158, Stockholm, Sweden, 1960, 112 p. [ 7] CEN, EN , Eurocode 2, Design of concrete structures Part 1-1: General rules and rules for buildings, Brussels, Belgium, 2004, 225 p. [ 8] ACI, Building Code Requirements for Structural Concrete (ACI ) and Commentary (ACI 318R-08), American Concrete Institute, Farmington Hills, Mich., USA, 2008, 473 p. [ 9] fib TG 4.3, Punching of structural concrete slabs, Bulletin 12, fédération internationale du béton, Lausanne, Switzerland, 2001, 307 p. [ 10] POLAK, M. A. Punching Shear in Reinforced Concrete Slabs, American Concrete Institute, Special Publication SP-232, Farmington Hills, Mich., 2005, 301 p. [ 11] HEGGER, J., HÄUSLER, F., RICKER, M. Critical review of the punching shear provisions according to Eurocode 2 (in German: Zur Durchstanzbemessung von Flachdecken nach Eurocode 2), Beton- und Stahlbetonbau, Vol. 103, No. 2, 2008, pp [ 12] MUTTONI, A. Punching shear strength of reinforced concrete slabs without transverse reinforcement, ACI Structural Journal, V. 105, No 4, 2008, pp [ 13] MUTTONI, A., SCHWARTZ, J. Behaviour of Beams and Punching in Slabs without Shear Reinforcement, IABSE Colloquium Stuttgart, Vol. 62, IABSE, Zurich, Switzerland, 1991, pp [ 14] MUTTONI, A. Shear and punching strength of slabs without shear reinforcement, (in German, Schubfestigkeit und Durchstanzen von Platten ohne Querkraftbewehrung ), Betonund Stahlbetonbau, Vol. 98, 2003, pp [ 15] MUTTONI, A., FERNÁNDEZ RUIZ, M. Shear strength of members without transverse reinforcement as function of critical shear crack width, ACI Structural Journal, Vol. 105, No 2, 2008, pp [ 16] GUIDOTTI, R. Punching of flat slabs subjected to very large column loading (in French: Poinçonnement des planchers-dalles avec colonnes superposées fortement sollicitées), PhD. thesis, École Polytechnique Fédérale de Lausanne, Switzerland, 2010, 187 p. [ 17] GUANDALINI, S., BURDET, O., MUTTONI, A. Punching tests of slabs with low reinforcement ratios, ACI Structural Journal, V. 106, No 1, 2009, pp [ 18] VAZ RODRIGUEZ, R., MUTTONI, A., FERNÁNDEZ RUIZ, M. Influence of shear on the rotation capacity of R/C plastic hinges, American Concrete Institute, Structural Journal, Vol. 107, No. 5, 2010, pp [ 19] FERNÁNDEZ RUIZ, M., MUTTONI, A. Applications of the critical shear crack theory to punching of R/C slabs with transverse reinforcement, ACI Structural Journal, Vol. 106, No. 4, 2009, pp [ 20] FERNÁNDEZ RUIZ, M., MUTTONI, A., KUNZ, J. Strengthening of flat slabs against punching shear using post-installed shear reinforcement, ACI Structural Journal, Vol. 107, No. 4, 2010, pp [ 21] MUTTONI, A., FERNÁNDEZ RUIZ, M. MC2010: The Critical Shear Crack Theory as a mechanical model for punching shear design and its application to code provisions, fédération internationale du béton, Bulletin 57, 2010, pp [ 22] MOODY, K. G., VIEST, M., ELSTNER, R. C., HOGNESTADT, E. Shear Strength of Reinforced Concrete Beams Part 1: Tests of Simple Beams, ACI Journal, Proceedings V. 51, No. 4, 1954, pp [ 23] MUTTONI, A. (Ed.), FERNÁNDEZ RUIZ, M., FÜRST, A., GUANDALINI, S., HUNKELER, F., MOSER, K., SEILER, H. Structural safety of parkin garages (in French: Sécurité structurale des parkings couverts), Doc. D 0226 SIA, Société Suisse des ingénieurs et des architectes, Zürich, Switzerland, 2008, 105 p. [ 24] VAZ RODRIGUEZ, R. Shear Strength of Reinforced Concrete Bridge Deck Slabs, Thèse EPFL, n 3739, Lausanne, Switzerland, 2007, 289 p. [ 25] MUTTONI, A., FERNÁNDEZ RUIZ, M., GUANDALINI, S. Punching of slab bridges (in French: Poinçonnement des pontsdalles), 4. FBH / ASTRA Studientagung Neues aus der Brückenforschung, Doc. D0223 SIA, Societé suisse des ingénieurs et architects, Zürich, Switzerland, 2007, pp [ 26] TASSINARI, L. Asymmetric punching of R/C slabs with shear reinforcement (in French: Poinçonnement asymétrique des dalles en béton armé avec armature de poinçonnement), Thèse EPFL n 5030, Lausanne, Switzerland, 2011, 197 p. PROFESIONÁLNÍ ŘEŠENÍ výzkum vývoj výroba obchod poradenství pro sanace betonových konstrukcí Redrock Construction s.r.o. Újezd 40/450, Michnuv palác Praha 1, Malá Strana Telefon: Fax: info@redrock-cz.com Firemní prezentace 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 55

58 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS VZPOMÍNKA NA ING. VLADIMÍRA TVRZNÍKA, CSC., KTERÝ ZEMŘEL NEČEKANĚ V NEDĚLI 10. KVĚTNA 2015 VE SVÝCH 91 LETECH Vladimíra Tvrzníka jsem uviděl prvně na jaře 1982, pár měsíců před tím, než jsem na pět let odjel do Iráku. Tvrzník byl v Praze na krátké dovolené z Iráku a při té příležitosti si mě pozval na pohovor, aby se ujistil, že budu vyhovovat jeho tamějším záměrům. Předcházela ho pověst velkého tajemného a důležitého muže. Můj tehdejší také velký šéf vedoucí mostního oddělení v PÚDI- Su inženýr Chalupský se o něm vyjadřoval s uznáním: Tvrzník je velký ředitel konkurenčního Pragoprojektu. Vyprojektoval řadu výborných mostů, jako např. obloukový most přes Vltavu ve Zbraslavi. Na jednáních to ale je vždy velice tvrdý, ale férový soupeř. Vladimír Tvrzník založil a vybudoval úspěšný projektový ústav Pragoprojekt. Jako významný odborník byl za Československou republiku také členem mezinárodního týmu expertů pro Africkou rozvojovou banku pro komplexní posouzení dopravních sítí afrického kontinentu. Zúčastňoval se také mezinárodních projektů, jako např. projektu Transsaharské dálnice v severní Africe. Pak se vrhl na Střední východ a v Iráku udělal díru do světa. Stal se tam důležitou autoritou při mohutné výstavbě irácké mostní infrastruktury a dostal tam na expertní činnost desítky českých inženýrů. Pohovor trval jen pár minut. Neověřoval si to, co se o mě už asi dozvěděl od Chalupského a z mých papírů. Pozorně si mě prohlédl a pak už se mnou věcně domlouval podrobnosti mého nasazení na projektu ve válečné Basře. Jako většinu lidí, kteří měli tu šanci se s ním sblížit, si i mě okamžitě získal. Na celý život. Jeho autorita v Iráku byla obrovská. Vydobyl si ji nesmírně tvrdou poctivou prací. Už při prvním pětiletém pobytu v šedesátých letech prokázal svoje vynikající technické znalosti na projektech nových mostů na jihu v Basře i na severu v Mosulu. Důležitou výzvou pak byla stavba velkého mostu přes Eufrat ve Faludži na hlavní spojnici Bagdádu s Jordánskem. Iráčané se tam nepohodli s britskými konzultanty a hrozilo zastavení a zpoždění tohoto strategického projektu. Vladimír převzal ze dne na den kompletní technickou i finanční supervizi této důležité stavby a dovedl ji do úspěšného konce. Druhý pobyt v Iráku od roku 1978 už pojal Vladimír ve velkém stylu. Sebevědomě si u klienta, irácké Státní organizace pro silnice a mosty, vykolíkoval výsadní postavení. Vytlačoval ze zaběhlých pozic západní konzultanty a nahrazoval je českými inženýry. Významné infrastrukturní projekty byly v Iráku soutěženy a dodávány velkými firmami z celého světa. Tvrzník se svými inženýry musel nejen prokázat, že pracuje dobře pro klien ta tím, že dělá kvalitní projekty a kontroluje důsledně kvalitu a finance výstavby, ale musel kvalitu a férovost rozhodování obhájit i před šéfy západních dodavatelských firem, kteří tam šli samozřejmě za maximálním ziskem. Většinu svých inženýrů si předtím vychoval ve svém Pragoprojektu, ale vyzobával vhodné dobrodruhy po celé republice. Vyjednal pro ně i obdobné západní platy a důstojné životní podmínky. Vyžadoval ale za to od nich plné nasazení. Zklamat ho šlo jen jednou. Jedno z jeho důležitých pravidel bylo: Konzultant nesmí klientovi říci, že té odborné záležitosti nerozumí a nemůže mu tedy správně poradit. Konzultant ale může odpověď posunout na příští ráno a pak má celou noc na to, aby si problematiku nastudoval. U Vladimíra se sbíhaly všechny informace a také problémy. Pro nás to byl Taťka, který byl vždy připraven pomoci nejen v technických, ale i v dalších záležitostech. Šest pracovních dnů v týdnu ráno v sedm odjížděl do kanceláře, kde byl plně zapřažen do pěti odpoledne. V pět jel domů a po večeři a krátké pauze pak doma dál pracoval do půlnoci. Práce v Iráku přitom nebyla žádná selanka. Při prvním pobytu se při obrovském pracovním nasazení musel, mimo složité hygienické poměry, vyrovnávat především s těžkými klimatickými podmínkami. Neexistovala tam ještě běžně klimatizace, pouze chlazení místnosti občasným poléváním podlahy vodou. Pracovat v padesátistupňových žárech venku, a nemít možnost se vychladit jinak než odpařováním vlastního potu a večer pak pot smývat horkou sprchou z vyhřátého zásobníku vody na střeše domu, představovalo obrovskou fyzickou i psychickou zátěž. To všechno Obr. 1 V Basře na mostu Garmat Ali 2, při testování nosníků Obr. 2 Spojitý násobný obloukový most 6 77,5 m přes řeku Tigris v Mosulu (autor návrhu) BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

59 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS Obr. 3 Most přes údolí řeky Orontes v Rastanu u Homsu v Sýrii (zajištění supervize výstavby) Vladimír ve zdraví přežil především také díky své úžasné ženě Alence, která ho vždy na jeho pracovních pobytech doprovázela. Ani druhý pobyt v Iráku nebyl pro Vladimíra jednoduchý. Jednak tu budoval velký konzultační byznys, který s sebou přinášel velké organizační starosti. Pro vedení státní organizace řešil strategické problémy. Bral na sebe odpovědnost i za své inženýry. V roce 1981 začala krutá válka Iráku s Iránem s občasným bombardováním vnitřního Iráku včetně Bagdádu. Basra byla válečné město a můj mostní projekt byl občas ostřelován íránským dělostřelectvem. Brzy začaly docházet státu peníze a situace se po všech stránkách zhoršovala. Jednoho dne po práci jel Vladimír něco nakoupit na Sádun street v centru Bagdádu. Když se vrátil do auta a chystal se odjet, někdo mu přiložil k hlavě pistoli a přinutil ho přesunout se na místo spolujezdce. Odvezli ho do pouště za Bagdádem. Tam se únosce se svými dvěma kumpány dostal do hádky, patrně o tom, jak s ním naložit a kde ho zakopat. Vladimír využil jejich chvilkové nepozornosti, vytrhl únoscům svou objemnou aktovku plnou dokumentů a běžel o život. To už mu bylo téměř šedesát let! O dvě generace mladší únosci mu nestačili, jak je v běhu aktovkou odrážel. Podařilo se mu doběhnout několik set metrů až k hlavní silnici. Právě projíždějící řidič kamionu situaci správně vyhodnotil, zpomalil jízdu tak, aby Vladimír mohl za jízdy naskočit a únoscům šťastně ujeli. Za krádež auta byl ve válečné době pouze trest smrti. Pachatelé byli po nějakém čase dopadeni a popraveni. Vladimír musel na čas odjet ze země z obavy z krevní msty od rodin únosců. Stále se zhoršující a nebezpečná situace v Iráku nakonec vedla k utlumení výstavby i naší činnosti. Po svém definitivním návratu z Iráku v roce 1985 se Vláďa do Pragoprojektu vrátil už jen na dva roky. Byl rozený businessman a vrhl se naplno do podnikání. Založil soukromou konzultační firmu a snažil se u nás zavádět mezinárodně platné smluvní podmínky FIDIC. Já jsem zatím nastoupil v Anglii ke konzultační firmě Mott MacDonald a v roce 1993 jsem se vrátil do Čech, abych založil a rozvíjel českou pobočku firmy. V roce 1995 Vláďa přijal moji nabídku a nastoupil do firmy, aby mi pomohl v rozvíjení mostního oddělení. Neocenitelnými radami a zkušenostmi pomáhal našim mladým mostařům při řešení technických problémů a prováděl výstupní kontrolu našich projektů a audity cizích projektů. Vláďovi bylo už téměř osmdesát, když přišla jeho další obrovská příležitost. Naše firma se stala konzultantem Prahy pro rekonstrukci Karlova mostu. Vladimír se projektu ujal opět s absolutním nasazením. Osm let dennodenně od osmi ráno do pěti odpoledne seděl v kanceláři a svědomitě, moudře a se svojí ohromnou autoritou projekt posouval až do úspěšného dokončení. Jeho nesmírný přínos k obnově mostu byl oceněn Cenou Inženýrské akademie České republiky. Vláďa přestal v Mott MacDonald pracovat stejně se mnou na začátku roku Pořád ale zůstával naplno uprostřed všeho dění. Pravidelně jsme jezdili na mostařské i jiné konference a Vladimír také několikrát přispíval přednáškami a psal články do časopisů. Když jsme v polovině roku 2012 s Radimem Jančurou zakládali nadační fond Stínové ŘSD, Vladimír okamžitě přijal nabídku a stal se členem správní rady nadačního fondu. První zasedání správní rady se konalo na jeho lesní vilce ve Hvozdech a jako vždy nechybělo úžasné pohoštění připravené jeho ženou Alenkou. Obr. 5 Před novým mostem v Troji v Praze 5 Loni se s plnou vervou zakousl do další velké výzvy, projektu mostu přes Vltavu na severní části dálničního okruhu kolem Prahy. Celé dny ležel ve výpočtech a výkresech a jeho žena Alenka si mi stěžovala: Není s ním žádná řeč. Pořád sedí nad projektem, mě nevnímá a celé hodiny mi ani neodpoví. Den před tím, než jsme letos měli jet do Brna na výroční mostařskou konferenci, Vláďa doma nešťastně upadl a zlomil si krční obratel. Normálně to je smrtelný úraz, ale Vláďa to se svou nezdolnou vůlí přežil a věřil si, že se z toho dostane. Z nemocnice ho po týdnu pustili, aby se léčil doma v péči milující rodiny. Bohužel ale po týdnu doma znova upadl. Zraněný obratel vydržel, ale Vláďu přesto odvezli do nemocnice, aby mu zlepšili fyzickou kondici. V sobotu devátého května odpoledne jsem byl za ním v nemocnici. Vláďa byl plný elánu a mluvili jsme o mostech, politice a Iráku. Vláďa spřádal plány, jak se do dění naplno vloží, jen co odtud vypadne. Navečer pak u něj byla žena Alenka a děti. Rozloučil se s nimi už hodně unavený. Za pár hodin nato ve spánku odešel. Obr. 4a, b Most Jadiriyah přes řeku Tigris v Bagdádě (autor návrhu) Ing. Jiří Petrák, FEng. 3 4a 4b 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 57

60 HISTORIE HISTORY 1 ČESKÝ MRAKODRAP MEZI ŽELEZOBETONEM A OCELÍ CZECH SKYSCRAPER OSCILLATING BETWEEN REINFORCED CONCRETE AND STEEL Petr Vorlík Článek mapuje historii českých výškových budov a proměny ambicí, do nich vtištěných. Jejich výstavbu totiž neprovází jen řada technických problémů (statika, požární bezpečnost, infrastruktura, zastínění a změny proudění vzduchu v okolí atd.), psychologických bariér (strach z výšky, odtržení od života ulice, kývání) a sebedestruktivních přehnaných očekávání. Exponované projevy vysokých ambicí nevyhnutelně následují i zcela běžná společenská stigmata stačí si jen připomenout hanlivá slovní spojení povyšovat se, žít si na vysoké noze nebo shlížet na někoho shora. Už Josef Havlíček s Karlem Honzíkem po dokončení Všeobecného penzijního ústavu v Praze na Žižkově slýchávali: Vy jste se přece už dost vyřádili! Až nadosmrti. Článek vychází z autorovy knihy Český mrakodrap, vydané v dubnu 2015 nakladatelstvím Paseka. The article maps the history of Czech high-rise buildings and changes of ambitions, embedded into them. Skyscrapers have more than just technical difficulties to contend with (statics, fire safety, infrastructure, the long shadows they cast or the change in air flow around them, etc.). They also have to wrestle with their own ambitiousness and psychological barriers (people s fear of heights, lack of connection to life in the street, swaying sensation inside). And, of course, there are also social prejudices one only needs to recall such pejorative expressions as elevating oneself above others, living the high life, or looking down on others. This is moreover marvellously illustrated by the reaction to the construction of the General Pension Institute in Prague-Žižkov after it was completed, people used to say to the architects: You ve done enough already! To the day of your death. The article is based on the author s book Czech skyscraper, published in April 2015 by Paseka Publishers. Termín mrakodrap bývá obvykle užíván pro budovy s výrazně vertikální hmotou, které ve svých útrobách poskytují užitný, lidmi obyvatelný prostor, výrazně překračují hladinu okolní zástavby a stávají se tak pohledově velmi exponovanými body v osídlení. Může působit překvapivě, že ani v mezinárodním měřítku není stanovena přesná výšková hranice, které je potřeba docílit, aby se tímto povznášejícím a přitom zároveň poněkud kontroverzním titulem mohla budova pyšnit. Dokonce se častěji než termín Skyscrapers používá spojení Tall Buildings, tj. výškové budovy, které však v češtině nepostihuje dostatečně výmluvně tento mimořádný inženýrský a organizační výkon. Název mrakodrap zároveň napovídá, že by se mělo jednat o stavbu, která se drápe až k oblakům. Nejen fyzicky, ale zřetelně i v obecnějším, nepřímém slova smyslu. Nemalou roli proto hrají místní a dobové souvislosti, a z nich vyplývající odlišná měřítka hodnocení (srov. Burdž Chalífa v Dubai s 162 podlažími a 828 m versus u nás nejvyšší City Tower v Praze s 27 podlažími a 116,5 m včetně střešní nástavby nebo AZ Tower v Brně se 30 podlažími a 111 m). Podstatná tedy není pouze absolutní, měřitelná výška, ale spíše účinek na pozorovatele a symbolická role, jakou budova zastává ve svém lokálním i společenském kontextu. Potřeba vtisknout krajině a osídlení výškovou dominantu a okázalý symbol duchovní a světské moci, kontroly, ale zároveň i veřejné služby, neodmyslitelně patří k dějinám západní kultury (srov. kostely, radnice, hradební nebo vodárenské věže, veřejné budovy devatenáctého století atd.). Moderní výškové dominanty se z této zvyklosti nijak nevymykají. Ve spletité historii českého mrakodrapu totiž nenajdeme mnoho příkladů, které mohou svou existenci obhájit nedostatkem místa a nevyhnutelnou potřebou multiplikovat malou stavební parcelu. České výškové stavby zpravidla ční uprostřed nesourodých relativně volných rozvojových ploch a (pohříchu) představují spíše exhibici a izolovaný ostrov exkluzivity. Přesto si pro svou symbolickou roli v siluetě města zaslouží bližší pozornost. Zejména způsob jakým v čase oscilují mezi polaritami racionálního inženýrského pohledu a subjektivním uměleckým přístupem. Extrémní polohy samozřejmě zpravidla nenachází příliš velkou podporu mezi odbornou i laickou veřejností, ale způsob, jakým se stavební realita u podob- 58 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

61 HISTORIE HISTORY Obr. 1 Všeobecný penzijní ústav v Praze na Žižkově, Josef Havlíček, Karel Honzík, 1929 až 1934 (Stavitel, 1936) Fig. 1 General Pension Institute in Prague-Žižkov, Josef Havlíček, Karel Honzík, (Stavitel, 1936) Obr. 2 Správní budova Rakouského spolku pro chemickou a hutní výrobu v Ústí nad Labem, Hans Max Kühne, 1929 až 1930 (dobová pohlednice) Fig. 2 Austrian Association of Chemical and Metallurgical Production in Ústí nad Labem, Hans Max Kühne, (vintage postcard) Obr. 3 Správní budova firmy Baťa ve Zlíně, Vladimír Karfík, 1935 až 1939 (Architektura, 1940, foto Rudolf Bruner-Dvořák) Fig. 3 Baťa Company Headquarters in Zlín, Vladimír Karfík, (Architektura, 1940, foto Rudolf Bruner-Dvořák) ně exponovaných staveb přiklání k jedné z nich, vypovídá mnohé o ambicích a možnostech doby. Tento text se proto soustředí zejména na dobovou preferenci vnitřní struktury, na kruciální otázku, cyklicky se vracející v průběhu dvacátého století: V oceli nebo v betonu? Počátky moderního mrakodrapu jsou u nás bezesporu spojeny se vznikem samostatné republiky a s programovým odtržením od Rakousko-uherské monarchie. Země, která už v devatenáctém století představovala průmyslový motor střední Evropy, se přirozeně ztotožnila s myšlenkou modernismu a technologického optimismu. Své zraky nově upínala na Západ do Francie, Nizozemí a především do Spojených států amerických. Mrakodrap se měl stát ryzím projevem vyspělosti nové demokratické republiky. Dlužno dodat, že mnohé typické rysy moderního mrakodrapu absorbovalo české prostředí už dříve díky průmyslovým a inženýrským stavbám stačí zmínit efektivní využití pozemku i stavební materie, sevřenou hmotu pod jednou střechou, díky skeletu volné a pružně se přizpůsobující dispozice, soustředěné vertikální komunikace, dokonalou technickou infrastrukturu, bohatě prosklená průčelí, mechanické opakování a zmnožování stavebních prvků, ale i komplexní projekční přípravu a organizaci výstavby. Stejně jako ve Spojených státech měly i české moderní dominanty na počátku spíše podobu věže, završující jinak víceméně tradiční hmotu budovy např. Činžovní dům U trojdohody, tzv. Mrakodrap v Plzni (Hanuš Zápal, 1924). Výstavbu plnohodnotného mrakodrapu navíc omezovalo tradiční pojetí jednotně komponované městské regulace a samozřejmě i dobové technologické a finanční limity. Přesto začaly už v meziválečné éře vznikat i pokrokové budovy s většími urbánními přesahy a snahou prostřednictvím rozvolněné modernistické hmoty nebo výškové dominance spoluutvářet širší městský prostor. Mimořádnou pozornost si v tomto ohledu zaslouží především Všeobecný penzijní ústav v Praze na Žižkově (Josef Havlíček, Karel Honzík, 1929 až 1934) [1], při jehož vzniku architekti usilovali o důsledné uplatnění lehkého ocelového skeletu a nekompromisně průběžných, velmi subtilních pásových oken (obr. 1). Vzory výškových budov ve Spojených státech a modernistická teze čím lehčí, tím modernější však v reálných podmínkách našeho stavebnictví nemohly být naplněny a budova má nakonec osvědčený, standardní železobetonový skelet, a z toho vyplývající robustnější výraz. Ve skutečnosti však tento ústupek autoři přijali zřejmě relativně hladce vždyť železobetonový skelet tvořil ústřední koncept Le Corbusierova díla, kterým se nepokrytě inspirovali (srov. Domino, Pět bodů nové architektury). Budova i přesto patří ke svěžím ikonám našeho meziválečného modernismu a dodnes představuje významný orientační bod v pražském panoramatu. Českého prostředí se dotkla také německá debata a vzory výškových budov vlivných průmyslových koncernů, které svou vizuální dominancí v osídlení výmluvně zrcadlily nové rozložení moci ve společnosti (srov. Fritz Höger, Wilhelm Kreis, Peter Behrens). K jejich typickým rysům patřil železobetonový vnitřní skelet, expresivní ornamentální cihelné nebo keramické vzory na průčelí a mnohdy elegantní, odlehčené interiéry v duchu populárního art deco. V Čechách se k tomuto pojetí přiklonilo zejména severovýchodní pohraničí např. Assicurationi Generali a Moldai Generali v Liberci (Friedrich Lehmann, 1936 až 1937) [2] nebo sídlo Rakouského spolku pro chemickou a hutní výrobu v Ústí nad Labem (Hans Max Kühne, 1929 až 1930) (obr. 2) [3]. Klíčovou podmínku u výstavby mrakodrapu představuje samozřejmě především osvícený a nadmíru ambiciózní stavebník. Není proto náhodou, že 2 3 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 59

62 HISTORIE HISTORY 4 5 tehdy druhá nejvyšší budova v Evropě vznikla právě ve Zlíně. Ústředí Baťových závodů, tzv. 21 (Vladimír Karfík, 1935 až 1939) [4] dostalo do vínku racio nální, funkčně univerzální železobetonový zlínský skelet, který byl s nadsázkou de-facto pouze navršením tří výrobních budov na sebe a důsledkem Baťova opojení americkým taylorismem (obr. 3). Architekt Vladimír Karfík důvody později komentoval: Počet úřednických míst překročil dva tisíce pracovníků. Byla možnost postavit tři 5podlažní standardní budovy, anebo jednu 15podlažní, respektive vyšší... doporučoval jsem postavit 17poschoďový mrakodrap, kde jsou kontakty pomocí rychlovýtahů o mnoho úspornější než při třech oddělených budovách. Mrakodrap je, pravda, stavebně dražší, ale zvýšený náklad se vyrovná úsporou času pracovníků i úsporou pozemku. Administrativní budova se svým myšlenkově i výtvarně inženýrským pojetím stala nedílnou, přirozenou součástí výrobního areálu a zároveň tvořila spolu s podobně koncipovaným hotelem Společenský dům (Miroslav Lorenc, Vladimír Karfík, 1930 až 1933) a Obchodním domem (František Lydie Gahura?, 1932) nové, výškově akcentované centrum Zlína, průmyslového města v zeleni. Baťovy (doslova) vysoké cíle se měly zhmotnit také u Domu služeb v Brně (Vladimír Karfík, 1930 až 1931) [5], zredukovaného v průběhu výstavby na méně než polovinu, jenž by se však při úplné realizaci stal nejvyšší budovou na kontinentu! Obr. 4 Věžové domy v Kladně-Rozdělově, Josef Havlíček, Karel Filsak, Karel Bubeníček, 1946 až 1947, 1954 až 1959 (Josef Pechar, Československá architektura, Odeon, Praha 1979) Fig. 4 High-rise tenement buildings in Kladno-Rozdělov, Josef Havlíček, Karel Filsak, Karel Bubeníček, , (Josef Pechar, Československá architektura, Odeon, Praha 1979) Obr. 5 Grand hotel International v Praze- Podbabě, František Jeřábek a kol., 1952 až 1956 (Architektura ČSR, 1957, foto Vlasta Hoštová) Fig. 5 Grand Hotel International in Prague-Podbaba, František Jeřábek a kol., (Architektura ČSR, 1957, photo Vlasta Hoštová) Preference standardizovaných, efektivních řešení a osvědčeného železobetonového skeletu však samozřejmě nesouvisela pouze s navazováním na myšlenky taylorismu, ale i se vztahy levicové avantgardy k okruhu tvůrců školy Bauhaus a především k Sovětskému svazu srov. série kolektivních domů L projekt pro Prahu-Pankrác (Peer Bücking, Jan Gillar, Augusta Můllerová, Josef Špalek, tzv. Levá fronta, 1930, nerea lizováno), navržených dle východních vzorů jako úsporné, hygienické dvoutrakty s železobetonovými skelety. Poválečný vývoj vyvěral z nevšedního spojení prvorepublikových, mnohdy levicově orientovaných ideálů, stvrzených příklonem k východnímu evropskému bloku, a z potřeby jejich revize a humanizace. Ideálem padesátých let se tak stalo propojení pokrokového technického řešení s méně intelektuálním a spíše lidově přijatelným, slovansky vlídným výrazem staveb. V podobně uměřeném, útulnějším duchu byly koncipovány i nové urbanistické soubory s převažující výškou čtyři až pět podlaží, šikmými střechami, omítaným průčelím a dřevěnými okny. Významným tématem poválečné tvorby prostoru se však stal také zvýšený důraz na monumentalitu a klasickou stabilitu politicky protežovaných, a tudíž mnohdy i výškově exponovaných budov. K novému pojetí proto patřilo tektonicky členěné, plastické průčelí, zpravidla vycházející z vnitřní osnovy železobetonového skeletu. Uplatnění železobetonu samozřejmě nahrávala také (navzdory hrdopyšným prohlášením) spíše chabá úroveň československého stavebnictví spolu s nedostatkem oceli. Tektonicky přísně strukturované, rytmické pojetí se uplatnilo např. u mimořádně noblesní šestice věžových domů v Kladně-Rozdělově (Josef Havlíček, Karel Filsak, Karel Bubeníček, 1946 až 1947, 1954 až 1959) (obr. 4) [6] nebo u nerealizovaných soutěžních návrhů na budovu parlamentu pro pražskou Letnou (1947) i na sídlo Krajského národního výboru ve Zlíně (1951?). Zavedený baťovský řád železobetonového skeletu (byť modifikovaného) našel ve Zlíně svou odezvu i po válce u Morýsových domů (Miroslav Drofa, 1947 až 1949) nebo kolektivního domu (Jiří Voženílek, 1948 až 1950) [7]. Pevný vnitřní rytmus vycítíme rovněž u ryzího zhmotnění socialisticko-realistického ideálu stupňovité věže Grand hotelu International v Praze-Dejvicích (František 60 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

63 HISTORIE HISTORY Obr. 6 Kolektivní dům v Litvínově, Václav Hilský, Evžen Linhart, 1946 až 1958 (Architektura ČSR, 1959) Fig. 6 Collective House in Litvínov, Václav Hilský, Evžen Linhart, (Architektura ČSR, 1959) Obr. 7 Hotel Continental v Brně, ZdeněkŘihák, Alois Semela, Vladimír Kovařík, 1958 až 1964 (Architektura ČSSR, 1964, foto Vlasta Hoštová) Fig. 7 Hotel Continental in Brno, Zdeněk Řihák, Alois Semela, Vladimír Kovařík, (Architektura ČSSR, 1964, photo Vlasta Hoštová) Obr. 8 Podnik zahraničního obchodu Motokov v Praze na Pankráci, Zdeněk Kuna, Zdeněk Stupka, Olivier Honke-Houfek, Jaroslav Zdražil, Milan Valenta, 1974 až 1977 (Josef Pechar, Československá architektura, Odeon, Praha 1979) Fig. 8 International trading enterprises Motokov in Prague-Pankrác, Zdeněk Kuna, Zdeněk Stupka, Olivier Honke-Houfek, Jaroslav Zdražil, Milan Valenta, (Josef Pechar, Československá architektura, Odeon, Praha 1979) Jeřábek a kol., 1952 až 1956) [8] s vnitřním železobetonovým skeletem a mohutnými obvodovými zdmi (příznačné je, že tvůrci těchto charakteristických, napříč celým východním blokem politicky vnucovaných prosovětských siluet i přes evidentní podobu důsledně odmítali inspiraci ranými americkými mrakodrapy) (obr. 5). Úskalí, kterým museli čelit pokrokoví autoři kladoucí důraz naopak na modernistickou lehkost a ocelový skelet, výmluvně dokládá příběh kolektivního domu v Litvínově (Václav Hilský, Evžen Linhart, 1946 až 1958) (obr. 6) [9]. Zatímco funkční a hmotovou skladbu kolektivního domu poznamenalo mezi soutěží a realizací jen překvapivě málo změn, konstrukční řešení provázelo velké dobrodružství. Otázku, zda použít univerzálnější ocelový nebo dostupnější železobetonový skelet, měla zodpovědět dvojice experimentálních dvoupodlažních dvojdomů jeden montovaný ocelový, druhý kombinující stěny z tvárnic a monolitické železobetonové stropy. Železobeton se ukázal finančně i technologicky dostupnější, obzvlášť s ohledem na poválečný nedostatek oceli. Nicméně jak už to bývá, realizace v optimistických začátcích velmi spěchala a stavba západního křídla proto začala už v letech 1948 až 1949 v oceli. Provázely ji nemalé problémy a dokonce i úvahy o úplném zastavení prací. Do provozu bylo západní křídlo uvedeno až v roce 1953 a u druhého, východního křídla se po úpravě projektu proto uplatnil osvědčený železobetonový skelet. Myšlenky modernismu v padesátých letech přežívaly zpravidla jen v ústraní, v azylu politicky okrajových typologických druhů, charakteristických neobyčejně složitým provozním a technologickým řešením tj. u průmyslových a inženýrských staveb, nemocnic a v oblasti památkové péče. Obrat přineslo až politické oteplení na přelomu padesátých a šedesátých let, provázené postupným návratem ke kořenům československé avantgardy a přípustností západních inspiračních vlivů. Střízlivé formy architektury nově obohatilo pestřejší materiálové, barevné a tvarové řešení. Nemalou roli jistě sehrála také protežovaná a institucionálně zaštítěná mezioborová spolupráce se sociology, psychology a především s výtvarníky. Výsledná hravá směs bruselského stylu se výtečně hodila pro výstavnictví, interiéry, ale i pro výškové stavby, jejichž pohledová exponovanost i velkorysé měřítko si o podobné polidštění přímo říkaly např. Hotel Continental v Brně (Zdeněk Řihák, Alois Semela, Vladimír Kovařík, 1958 až 1964) (obr. 7) [10]. V polovině šedesátých let se začalo prosazovat ryzí, velmi strohé pojetí mezinárodního stylu, nepokrytě ovlivněné západními vzory (srov. Ludwig Mies van der Rohe, Skidmore, Owings & Merrill, Arne Jacobsen ad.). Technologický optimismus a víra v přenosnost a univerzalitu řešení našly svoji odezvu v charakteristickém uspořádání podnože a věže, pokrytém závěsovou stěnou. Efemérnost skleněného pláště pochopitelně vedla časem také k vyššímu důrazu na vizuální lehkost a univerzálnost vnitřní nosné struktury železobetonového ale opět i ocelového skeletu. Tvůrci koncept skleněné podnože a věže nekriticky uplatňovali napříč celým typologickým spektrem a ve zcela různorodých podmínkách. Myšlenka modernismu kulminovala v záplavě nových dominant, vznikajících často s cílem dokázat vyspělost a konkurenceschopnost socialistického Československa např. Interhotel Olympic v Praze-Karlíně (Josef Polák, Vojtěch Šalda, Milan Rajchl, Jan Zelený, 1964 až 1971) [11], mnohdy paradoxně také jako vítězství člověka nad přírodou ve výrazně krajinném kontextu např. Hotel Horizont v Peci pod Sněžkou (Jan Tymich, Josef Opatřil, 1964 až 1979). Dlužno dodat, že realita technické vyspělosti socialistického stavebnictví /2015 technologie konstrukce sanace BETON 61

64 HISTORIE HISTORY 9 mnohdy velmi zaostávala za politickými a společenskými představami. Výstavbu i provoz těchto (zpravidla experimentálních) budov proto provázelo obrovské množství problémů. Úspěch mohla přinést především zarputilost a osobní angažovanost tvůrce, ale i nevšední nebo politicky protežované zadání. Unikátní ocelovou konstrukci tak najdeme například u budovy Závodů Gustava Klimenta ve Znojmě (Milan Možný, 1970 až 1976) [12] nebo u hotelového, festivalového a bazénového souboru Thermal v Karlových Varech (Věra a Vladimír Machoninovi, 1963 až 1977) [13]. Obr. 9 Podnik zahraničního obchodu Centrotex v Praze, Václav Hilský, Otakar Jurenka, 1972 až 1978 (Architektura ČSR, 1979) Fig. 9 International trading enterprises Centrotex in Prague, Václav Hilský, Otakar Jurenka, (Architektura ČSR, 1979) Obr. 10 Státní výzkumný ústav textilní v Liberci, Zdeněk Plesník, 1967 až 1976 (archiv Severočeského muzea v Liberci) Fig. 10 State Textile Research Institute in Liberec, Zdeněk Plesník, (archive of North Bohemian Museum in Liberec) Obr. 11 Generální ředitelství Severočeských hnědouhelných dolů v Mostě, Václav Krejčí, Jiří Fojt, Míťa Hejduk, 1970, 1977 až 1984 (Československý architekt, 1986) Fig. 11 General Headquarters of Northern Bohemian Brown Coal Mines in Most, Václav Krejčí, Jiří Fojt, Míťa Hejduk, 1970, (Československý architekt, 1986) Obr. 12 Bytový dům s vyhlídkovou kavárnou Grand Prix v Brně-Kohoutovicích, Jaroslav Černý, 1981 až 1983 (soukromý archiv Jaroslava Černého) Fig. 12 Tenement building topped with a scenic café Grand Prix in Brno, Jaroslav Černý, (Jaroslav Černý private archive) Nejpůvabnější a konečně plně vyzrálý příklad českých mrakodrapů na světové úrovni však bezesporu představují prominentní podniky zahraničního obchodu. Na první rychlý pohled totožné, ale při méně předpojatém studiu velmi různorodé stavby zhodnotily potenciál sestavy podnož a věž v široké škále variací od ryze pravoúhlých hmot až po velmi skulpturální, od plně prosklených až po efektní kombinace skla, hliníku a betonu. Díky spolupráci se zahraničními dodavateli mohla jejich skelet často tvořit prostorově flexibilnější ocel v Praze např. Strojimport (Zdeněk Kuna, Zdeněk Stupka, Olivier Honke-Houfek,1962 až 1971) nebo Motokov (Zdeněk Kuna, Zdeněk Stupka, Olivier Honke-Houfek, Jaroslav Zdražil, Milan Valenta, 1974 až 1977) (obr. 8) [14]. Podařilo se také docílit mimořádné kvality stavebního detailu, včetně vybavení interiérů přenosnými nebo prosklenými příčkami a vynikajícím autorským nábytkem. Abstraktní výtvarná díla od předních československých autorů v prostoru vstupu a ve společenských prostorách se stala samozřejmostí. Miesovsky laděná, technicistní skleněná architektura však neby BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

65 HISTORIE HISTORY Obr. 13 Výškové domy s mezonetovými byty v Chomutově, Rudolf Bergr, spolupráce V. Kyznar, O. Jouza, 1971 až 1973 (Architektura ČSR, 1979, foto Ludmila Hájková) Fig. 13 High-rise buildings with duplex flats in Chomutov, Rudolf Bergr, spolupráce V. Kyznar, O. Jouza, (Architektura ČSR, 1979, photo Ludmila Hájková) 13 la jediným zahraničním vzorem, mnozí tvůrci se přikláněli spíše k Le Corbusierovu emotivnějšímu pojetí, s plasticky pročleněnou železobetonovou strukturou na průčelí např. Centrotex v Praze (Václav Hilský, Otakar Jurenka, 1972 až 1978) (obr. 9) [15]. Atmosféra nakloněná experimentům vedla i k uplatnění technologicky svébytných řešení, která mnohdy rafinovaně kombinovala ocel a železobeton a myšlenkově posouvala nejenom prostorové vlastnosti výsledné budovy, ale i její výraz a především celý proces projektování a realizace např. zvedané stropy Státního výzkumného ústavu textilního v Liberci (Zdeněk Plesník, 1967 až 1976) (obr. 10) [16] nebo zcela mimořádný koncept Generálního ředitelství Severočeských hnědouhelných dolů v Mostě (Václav Krejčí, Jiří Fojt, Míťa Hejduk; 1970, 1977 až 1984, po dokončení nejvyšší budova v Čechách) [17] s přiznanou superstrukturou pilířů na průčelí (obr. 11). O celoocelovém skeletu se dokonce uvažovalo i jako o případném typizovaném řešení pro výškové administrativní budovy významnějších státních podniků. Experimentální prototyp vznikl jako ústředí Hutního projektu Plzeň (František Kozák, Vladimír Belšán, Jaroslava Gloserová, Jan Zikmund, Josef Ky lián, 1965 až 1969) [18]. Při opětovném uplatnění u tzv. Trojčat na náměstí Joliota-Curie v Brně však podle typizovaného plzeňského projektu vznikla jen první věž C a další dvě věže B a C už byly postaveny podle individuálního návrhu se železobetonovým skeletem (urbanistický koncept Jiří Gregorčík, František Antl; budovy B a C Roman Zajíc, 1966 až 1974). Věže rovněž představovaly oblíbené oživení a orientační bod v nadmíru plošné, bezesměrné struktuře panelových sídlišť; obvykle v sestavě po třech jako podtržení významového srdce souboru např. Lesná v Brně (František Zounek, Viktor Rudiš, Miroslav Dufek, Ladislav Volák a kol., 1960 až 1970) [19]. Už samotná realizace výškových staveb technologií železobetonových panelů představovala náročnou výzvu a otázka průčelí zůstávala proto pouze v pozadí. Jediným výtvarnějším výdobytkem se stala vyšší plasticita lodžií nebo uplatnění velkoplošného výtvarného díla na holých štítech; případně svébytná střešní nástavba např. Bytový dům s vyhlídkovou kavárnou Grand Prix v Brně- -Kohoutovicích (Jaroslav Černý, 1981 až 1983) (obr. 12) [20]. Výjimku v tomto ohledu představuje brilantní soubor výškových domů s mezonetovými byty v Chomutově (Rudolf Bergr, spolupráce V. Kyznar, O. Jouza, 1971 až 1973) (obr. 13) [21], zřetelně se odkazující k poválečné Le Corbusierově architektuře a novému brutalismu. Se zdokonalením panelového systému však rostla i průměrná hladina celého sídliště a v osmdesátých letech se proto ostré výškové kontrasty postupně vytrácejí (srov. enormní požadavky na počty bytů). Rovněž experiment s flexibilnější ocelovou nosnou konstrukcí pro výškový bytový dům skončil neúspěchem obytná věž Na Jindřišce v Ostravě (Jan Slezák, Milan Vrána, 1967 až 1970) byla na poddolovaném podloží nestabilní, závěsové fasády pro bydlení nevhodné a původnímu účelu proto sloužila jen krátce. Osmdesátá léta díky postupující normalizační rezignaci naopak příliš nového nepřinesla. U výškových staveb znamenala především postupné upouštění od důrazu na stavební detail a upřednostnění celistvého hmotového řešení, provázené snahou o optické zmenšení nadměrného objemu budovy např. Hotel Forum v Praze na Pankráci (Jaroslav Trávníček, 1979 až 1988) [22]. Společenské změny po roce 1989 přinesly etickou obrodu profese architekta; zejména snahu o nastolení demokratických mechanismů a navázání na historickou kontinuitu. Ale i úsilí o odtržení od mechanicky pojatých řešení a upřednostnění individuálního, citlivého a především kontextuálního návrhu; což pochopitelně podpořila i myšlenka kritického regionalismu, vládnoucí v devadesátých letech evropské architektuře. Příznivější měřítko vyvolávaly také finanční limity a nedostatečná pružnost postsocialistické stavební výroby. Příjemným důsledkem závratných změn byla rovněž smysluplná odborná diskuse provázející vznik nových výškových dominant. Menší výšku věží devadesátých let proto přímo symptomaticky vyvažovala jejich mimořádná vytříbenost např. IPS v Praze-Vršovicích (Zdeněk Jiran, Michal Kohout, Lukáš Holub, Lubor Sladký, 1994 až 1997) nebo Pa- 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 63

66 HISTORIE HISTORY lác Euro v Praze (Martin Kotík, Richard Doležal, Petr Malinský, Petr Burian, Michal Pokorný, 1997 až 1999, 1999 až 2002) [23]. Na přelomu tisíciletí se už etablovaly zkušené a ambiciózní stavební firmy, investoři i architektonické kanceláře a věže znovu prudce narostly do výšky. Pokračovala výstavba mrakodrapů v Praze na Pankráci např. přestavba nedokončené budovy Českého rozhlasu na City Tower (Richard Meier & Partners, Ateliér Aulický Spojprojekt Praha, a. s., Aleš Papp, Filip Kándl, 1983 až 2008) (obr. 14) nebo Rezidence Kavčí Hory (Václav Alda, Petr Dvořák, Peter Jurášek, Martin Němec, Juraj Sonlajtner, Tomáš Drašner, 2008 až 2010). Výškové budovy rovněž získaly roli jakýchsi majáků, oznamujících dramatickou změnu v rozvíjejícím se území např. Filadelfie v BB Centru v Praze (DaM, s. r. o., 2010) (obr. 15), Sluneční náměstí na Jihozápadním Městě v Praze (Ivo Slamják, Alena Hýblová, Roman Koranda, Vojtěch Čáp, Jana Procházková, Vendula Jůzová, Karel Nezval, Miloš Haas, Ateliér Hlaváček & Partner, s. r. o., 2002 až 2007) (obr. 16) nebo Eliška v Praze-Vysočanech (Ivan Sládek, ARX Studio, 2007 až 2014) (obr. 17) [24]. Těžko bychom dnes hledali rozsáhlejší developerský projekt, v jehož srdci není plánována sestava mrakodrapů. Podobný přístup si přirozeně vysloužil ostrou kritiku dominanty posledních let totiž nevznikají z přirozené potřeby multiplikovat atraktivní, ale malou parcelu (zpravidla je obklopuje velmi volná zástavba) nebo na základě soustředěnější městotvorné strategie, ale spíše jako prostý a zcela nekontrolovaný projev komerční, sebestředné snahy zviditelnit se a poskytnout cenný výhled, který lze lépe zpeněžit. Uplatnění vysokopevnostních betonů BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

67 HISTORIE HISTORY Obr. 14 City Tower v Praze na Pankráci, Richard Meier & Partners, Ateliér Aulický Spojprojekt Praha, a. s., Aleš Papp, Filip Kándl, 1983 až 2008 (foto autor) Fig. 14 City Tower in Prague- Pankrác, Richard Meier & Partners, Ateliér Aulický Spojprojekt Praha a.s., Aleš Papp, Filip Kándl, (photo author) Obr. 15 Filadelfie v BB Centru v Praze, DaM, s. r. o., 2010 (foto autor) Fig. 15 The Filadelfie building in the BB Centrum development project in Prague, DaM s.r.o., 2010 (photo author) Obr. 16 Sluneční náměstí v Jihozápadním Městě v Praze, zleva Ivo Slamják, Alena Hýblová, Roman Koranda, Vojtěch Čáp, Jana Procházková, Vendula Jůzová, Karel Nezval, 2004 až 2007 / Miloš Haas, 2001 až 2003 / Ateliér Hlaváček & Partner, s. r. o., 2002 až 2004 (foto autor) Fig. 16 Sun Square in Prague- Southwestern Town, from left Ivo Slamják, Alena Hýblová, Roman Koranda, Vojtěch Čáp, Jana Procházková, Vendula Jůzová, Karel Nezval, / Miloš Haas, / Ateliér Hlaváček & Partner, s.r.o., (photo author) Obr. 17 Eliška v Praze-Vysočanech, Ivan Sládek, ARX Studio, 2007 až 2014 (foto autor) Fig. 17 Eliška apartment building in Prague- Vysočany, Ivan Sládek, ARX Studio, (photo author) Literatura a zdroje: [1] HONZÍK, K. Ze života avantgardy. Praha: Československý spisovatel, 1963, s ; Josef Havlíček: Návrhy a stavby. Praha: SNTL, 1964, s , , [2] ZEMAN, J. Architekt Fritz Lehmann. Průzkumy památek XX-I. 2013, Příspěvek k poznání periferní meziválečné architektury, s [3] In: Usti-aussig.net [online] Dostupné z: stavby/karta/nazev/2-spravni-budova- -spolchemie [4] LUKEŠ, Z., VŠETEČKA, P. Vladimír Karfík: Budova č. 21 ve Zlíně. Památka českého funkcionalismu, Zlínský kraj: cfa nemec, 2004 [5] Obchodní palác Centrum v Brně, Galerie architektury Brno, Centrum architektury, FA VUT v Brně, 2007; Prof. Ing. arch. Vladimír Karfík, Vzpomínky. Luhačovice: Nakladatelství Ateliér IM, 2012, s [6] Josef Havlíček: Návrhy a stavby, Praha: SNTL, 1964, s [7] GUZIK, H. Čtyři cesty ke koldomu, Praha: Zlatý řez, 2014 [8] JEŘÁBEK, F. Grand hotel International v Praze-Dejvicích, Architektura ČSR, 1957, s [9] STARÝ, O., SEMRÁD, S. ad. Soutěž Stalinových závodů, Architektura ČSR, 1946, s ; KITTRICH, J. Dům společenského bydlení, Architektura, 1947, s. 5 6; HILSKÝ, V. Stavba kolektivního domu v Litvínově, Architektura ČSR, 1959, s [10] ŘIHÁK, Z., TYMICH, J. Výškový hotel v Brně, Architektura ČSSR, 1961, s. 117 až 120; Výškový hotel Continental v Brně, Architektura ČSSR, 1964, s [11] Interhotel Olympic, Architektura ČSSR, 1972, s [12] MOŽNÝ, M. Závody Gustava Klimenta ve Znojmě, Architektura ČSSR, 1979, s [13] VORLÍK, P., POSPÍŠIL, M., BORTELOVÁ, E., PAVEL, M., SMĚTÁK, P. Stavebně historický průzkum Hotelového, festivalového a bazénového souboru přineslo jednoznačné vítězství železobetonu obvykle ve formě vyzdívaného skeletu nebo kombinovaného stěnového a skeletového systému. Výstavba výškové budovy stále představuje mimořádný inženýrský počin; kdo však vyhlíží odvážný experiment s organickým propojením univerzálních dispozic, prostorově komplexního konstrukčního systému a rafinovaného výtvarného řešení na světové úrovni, ten bude v Čechách zklamaný (srov. Foster and Partners, Renzo Piano Building Workshop, Richard Rogers Partnership, Rem Koolhaas a OMA, San tiago Calatrava ad.). Ze železobetonového skeletu obaleného módním průčelím se stalo standardní klišé, ve výjimečných případech ozvláštněné jen křivolakým hmotovým uspořádáním nebo vytříbeným skleněným pláštěm. Možná za neutěšenou situací stojí jen malá výška, nevyžadující vyhraněná řešení, jádrem problému však budou patrně spíše nedostatečné ambice a malá vůle uplatnit neověřená řešení, spolu s převažujícím ryze komerčním pozadím. Zahraniční zkušenosti však ukazují, že podobně pohledově i společensky exponované stavby musí naplňovat vyšší cíle mrakodrap by měl reprezentovat vizi na hraně možného, měl by se stát spouštěčem širší veřejné debaty, následováníhodným vzorem s mimořádnou symbolickou rolí, vyjádřením sdílených hodnot a postojů. Dlužno dodat, že i u nás výškové stavby někdy těmto závazkům dostojí a zastávají svoji tradiční roli pionýrského experimentu, nikoliv konstrukčně-výtvarného, ale nově spíše v oblasti udržitelnosti, energetické úspornosti a úsilí o vytváření komfortního, vlídného vnitřního prostředí např. City Tower v Praze-Pankráci (Richard Meier & Partners, Ateliér Aulický Spojprojekt Praha, a. s., Aleš Papp, Filip Kándl, 1983 až 2008), Víceúčelový komplex Orion v Brně (Martin Komárek, Alena Stehlíková, Martin Rudiš, 2006 až 2009) nebo AZ Tower v Brně (Aleš Burian, Gustav Křivinka, 2007 až 2013). Nakolik je energetická úspornost a městotvornost současného českého mrakodrapu skutečností nebo jen zbožným přáním ale budou muset posoudit asi až nepředpojaté budoucí generace. Uznání se totiž výškovým stavbám dostává až s notným časovým odstupem vždyť všechny zde zmiňované budovy až do přelomu padesátých a šedesátých let jsou dnes zapsány na seznam kulturních památek České republiky, z mladších žádná Thermal v Karlových Varech, VCPD FA ČVUT, , nepublikovaný rukopis [14] URLICH, P., VORLÍK, P., ANDRÁŠIOVÁ, K., POPELOVÁ, L., FILSAKOVÁ, B. Šedesátá léta v architektuře očima pamětníků, Praha: Česká technika nakladatelství ČVUT, 2006, s [15] HILSKÝ, V., BENEŠOVÁ, M. Centrotex PZO a Výzkumný ústav plánování a řízení národního hospodářství, Architektura ČSR, 1979, s [16] NOVOTNÝ, K. Obnova SVÚT v Liberci, Era 21, 2005, č. 1, s ; ŠVÁCHA, R. Tři dobré rehabilitace poválečné architektury, Zprávy památkové péče, 2005, č. 5, s [17] KREJČÍ, V. Most. Zánik historického města. Výstavba nového města, Most: Nakladatelství AA 2000, 2008 [18] Administrativní a provozní budova Hutního projektu v Plzni, Architektura ČSSR, 1966, s [19] Lesná. Nová obytná čtvrť města Brna. Realizace, Stavoprojekt Brno, 1969; URLICH, P., VORLÍK, P., ANDRÁŠIOVÁ, K., POPELOVÁ, L., FILSAKOVÁ, B. Šedesátá léta v architektuře očima pamětníků, Praha: Česká technika nakladatelství ČVUT, 2006, s ; Lesná. 50 let sídliště. Historie současnost perspektivy, Vydáno nákladem občanských iniciativ na Lesné roku 2012 [20] Grand Prix vyhlídková kavárna v Brně- -Kohoutovicích, Československý architekt, 1983, č. 25, s. 4 [21] Výškový mezonetový obytný dům v Chomutově, Architektura ČSR, 1979, s. 81 [22] TRÁVNÍČEK, J. Hotel Kosmos na Pankráckém předmostí mostu Klementa Gottwalda, Architektura ČSR, 1984, č. 7, s ; NOVOTNÝ, J., PROCHÁZKA, V., KAPUSTA, F. Hotel Forum v Praze, Architektura ČSR, 1989, č. 1, s [23] ŠVÁCHA, R. Česká architektura a její přísnost, Padesát staveb , Praha: Prostor, 2004 [24] Podrobněji viz ročenky Česká architektura , , , , nakladatelství Prostor Přes četná úskalí a předsudky budou výškové budovy stále vznikat. Člověk má ve své povaze hluboce zakořeněnou touhu po pokroku. Otázka proto nezní, zda osídlení poroste do výšky. S rozvíjejícími se technologickými možnostmi i společenskými ambicemi se tak přirozeně děje už více než dvě století. Ale spíše, jak rychle a jakou formou se podobný proces má odehrávat. A jaký obecnější přínos, překračující úzký zájem investora, může podobná koncepce veřejnosti nabídnout. Článek vznikl na FA ČVUT v Praze díky dotaci SGS 15/220/OHK1/3T/15 Formování moderní architektury veřejným zájmem a proměnami životního stylu ( , řešitel PhDr. Miroslav Pavel). doc. Ing. arch. Petr Vorlík, Ph.D. Fakulta architektury ČVUT v Praze vorlik@fa.cvut.cz 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 65

68 HISTORIE HISTORY FUNKCIONALISTICKÁ TOVÁRNA VAN NELLEFABRIEK V ROTTERDAMU A JEJÍ PROMĚNA FUNKCIONALIST VAN NELLEFABRIEK FACTORY IN ROTTERDAM AND ITS TRANSFORMATION 1 Jitka Prokopičová Továrna Van Nellefabriek v Rotterdamu postavená v roce 1931 patří k pozoruhodným příkladům funkcionalismu, který ovlivnil architekturu v celosvětovém měřítku. Po rekonstrukci dokončené v roce 2006 slouží areál pro kreativní průmysl. V roce 2014 byla Van Nelle zapsána na seznam památek světového kulturního dědictví UNESCO. The Van Nellefabriek factory in Rotterdam, built in 1931, is one of the remarkable examples of functionalism having influence on architecture worldwide. After reconstruction in 2006, the object serves as a venue for creative industry. The Van Nelle was added onto the UNESCO World Heritage Sites list in Ta stavba musí vypadat dobře i po 25 letech, prohlásil údajně Kees van der Leeuw, jeden z majitelů společnosti na zpracování kávy, čaje a tabáku Van Nellefabriek, když zadával v roce 1923 vyprojektování nového komplexu továrny v Rotterdamu architektonické kanceláři Brinkman & van der Vlugt. Tento úkol byl splněn nadmíru dobře. Ještě dnes vypadá Van Nelle neuvěřitelně současně a budí obdiv veřejnosti i odborníků. A to tak, že byla v minulém roce zapsána na seznam památek světového kulturního dědictví UNESCO. SITUAČNÍ PLÁN Komplex Van Nellefabriek se rozkládá v severovýchodní části Rotterdamu podél kanálu a přístavu Delfshaven. Centrálně situovaný blok tří na sebe přiléhajících staveb je dlouhý 230 m. Nejvyšší a největší ze všech tří budov, továrna na tabák, dosahuje osmi pater. Skleněná fasáda celého bloku, jíž dominuje horizontální linie, je přerušena pouze třemi vertikálními prvky, ve kterých jsou umístěna schodiště. Nejvyšší z nich vede 2 na vrchol továrny na tabák, kde je umístěna tzv. Čajovna poskytující panoramatický výhled na továrnu, její okolí i střed města. Dalším z charakteristických prvků Van Nelle je okrouhlá budova ředitelství na jižní straně. Blok těchto staveb je spojen s protilehlou expediční budovou pomocí prosklených tubusů, kte- Obr. 1 Van Nellefabriek celkový pohled od kanálu a přístavu Delfshaven Fig. 1 Van Nellefabriek view from the canal and the Delfshaven port Obr. 2 Situace komplexu Fig. 2 Situation Obr. 3a,b Dobové fotografie z průběhu výstavby v letech 1928 až 1931 Fig. 3a,b Historical pictures showing the phases of constructions between Obr. 4a Konstrukce s betonovými sloupy s hřibovými hlavicemi umožnila ve výsledku tenké stropní desky, b) moderní hygienické zázemí Fig. 4a Construction with concrete mushroom columns enabled slim floor slabs, b) modern hygienic facilities Obr. 5 Van Nellefabriek: a) architektonický návrh, b) po dostavbě, c) v současnosti Fig. 5 Van Nellefabriek: a) design, b) finished, c) current state 5a 66 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

69 HISTORIE HISTORY 3a 3b 4a 4b ré dávají celé stavbě charakteristický futuristický vzhled. Celý komplex završují menší stavby, sklad a kotelna umístěné na stejné straně jako expediční budova, podél přístavu a kanálu Delfshaven. 5b ABSOLUTNÍ ČISTOTA STAVBA, KTEROU OBDIVOVAL I LE CORBUSIER Celý komplex se řídil principem dostatku světla, vzduchu a prostoru. Van Nelle při své robustnosti působí velmi subtilně a lehce a doslova září ve dne i v noci. Konstrukce s železobetonovými sloupy s hřibovými hlavicemi umožnila ve výsledku tenké bezprůvlakové stropní desky. Tato ve své době supermoderní konstrukce dovolila začlenit další mezipatra při maximální konstrukční výšce. Protože obvodové zdi nebyly nosné, bylo možné použít skleněnou fasádu po celé délce stavby, která je tak nesmírně prosvětlená. Stavba je i velmi estetická. Když továrnu v roce 1932 navštívil francouzský architekt Le Corbusier, popsal ji jako nejhezčí příklad moderní architektury zářivý důkaz životního stylu, který teprve přijde čistou stavbu. FUNKCE URČUJE FORMU Van Nelle patří k pozoruhodným příkladům funkcionalismu, který ovlivnil architekturu v celosvětovém měřítku. Je to prominentní ukázka vlivu technologií a spirituální ekonomiky na rozvoj moderní architektury. Představuje éru strojové pásové výroby, ale také osvíceného ducha podnikání. Při svých zahraničních cestách do USA byl Kees van der Leeuw fascinován ideami vědeckého managementu, Taylorismu a marketingu. Stejně jako architekti dobře věděl, že dostatek 5c denního světla, čerstvý vzduch, volný prostor a zeleň jsou důležitým předpokladem zdraví lidí, a tím i produktivity jejich práce. V továrně bylo např. na svoji dobu velmi moderní hygienické zázemí včetně umýváren a sprch, zaměstnanci měli možnost sportovního vyžití po práci a součástí areálu byla i kantýna a knihovna. Místo pro stavbu na tehdejším okraji Rotterdamu bylo vybráno pro svou dostupnost lodní i železniční dopravou, možnost stavět v blízkém okolí domky pro zaměstnance a pro svou strategickou reklamní polohu. Kolem Van Nelle vede frekventovaná dráha, a proto jednou z prvních věcí bylo umístění obrovské reklamy na novou stavbu. Tato, stejně jako ostatní funkcionalistické stavby, se řídila zásadou: Funkce určuje formu. V současnosti je rekonstrukce těchto památek pro archi- 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 67

70 HISTORIE HISTORY tekty výzvou, neboť formulace se obrátila: Forma určuje funkci. Ne vždy je to snadno nebo vůbec realizovatelné, zvláště s ohledem na současné náročné ekologické a energetické požadavky. Projekt z roku 1926 představoval strukturu moderní světlé továrny amerického stylu, která se mohla dále rozšiřovat a přizpůsobovat potřebám. V roce 1931 ale ekonomická situace donutila společnost zastavit stavbu a mnoho z velkorysých plánů nebylo uskutečněno. Např. oproti původnímu plánu byla postavena jenom jedna expediční budova naproti továrně na kávu a dvě propojovací chodby (tubusy) z továrny na tabák tak musely být umístěny diagonálně. Tím ale vznikl nezaměnitelný architektonický prvek, který je typickým znakem celého komplexu. TECHNICKÉ NOVINKY Většina technických inovací použitých ve Van Nelle již prokázala své přednosti jinde, ale při této stavbě se ukázalo mnoho dalších nových pohledů na věc a zajímavých spojení moderních poznatků a vynálezů. Studie např. prokázaly, že hloubka stavby přibližně 19 m pořád ještě zajišťuje dostatek denního světla. To vysvětluje poměrně úzkou, ale dlouhou stavbu a použití prosklené fasády. Konstruktér Wiebenga přišel s nápadem použít systém sloupů s hřibovými hlavicemi a bezprůvlakových stropních desek, který ušetřil část konstrukční výšky. Komplikované tesařské práce při bednění nebyly v době, kdy pracovní síla byla levnější než materiál, velkým problémem. Fasáda je tvořena okenními panely 1 x 0,5 m, stejných rozměrů, jaké se používaly v holandských sklenících. Panely byly tudíž levné a rychle k dispozici. Dřevěné žaluzie natřené světle šedou barvou zajišťovaly regulaci světla během dne. V kontrastu s vnější fasádou byly interiéry často překvapivě barevné. Použití barev se ale podobně řídilo pravidlem, že celý prostor musí zůstat světlý a jasný. Americká inspirace se ukázala i v mnoha moderních zařízeních v továrně, jako byly žaluzie, zavěšené toalety oslavované pro svoji hygienu, smaltovaná umyvadla a samozavírací dveře. NOVÉ VYUŽITÍ DESIGN FACTORY Přes svoji racionální architekturu a strukturu začaly být budovy továren zastaralé, především v důsledku změny výrobních procesů od vertikálního k horizontálnímu. V roce 1995 se majitel komplexu, americko-nizozemský koncern Sara Lee/DE, rozhodl celý komplex vyklidit a prodat. Nový majitel měl ale povinnost sanovat, uchovat a využít budovy s ohledem na to, že se jedná o národní kulturní památku a že se bude usilovat o její zapsání na seznam UNESCO. Největší starostí památkových institucí tudíž bylo najít nové využití tohoto komplexu. Přesně v opačném duchu funkcio nalismu tady byla forma a hledala se funkce. Nový majitel, komanditní společnost Ontwerpfabriek (Design Factory Kreativní továrna) složená z množství soukromých investorů, plánoval využít komplex budov pro kreativní průmysl jako kanceláře, architektonická a designérská studia, školicí a výstavní prostory. Zrestaurované budovy nyní mohou poskytnout flexibilní prostor pro sedmdesát až sto malých a středně velkých společností. Na rekonstrukci se podílelo několik architektonických kanceláří a firem a koor - dinaci celého projektu zajišťoval architekt Wessel de Jonge, který již měl zkušenosti s rekonstrukcí jiné funkcionalistické památky sanatoria Zonnestraal. MASTER PLAN Prvním úkolem koordinujících architektů bylo vypracovat Master Plan, který stanovil hlavní linie rekonstrukce a dalšího rozvoje objektu. Ve spolupráci s památkáři se současně provedl detailní historický rozbor a výzkum jednotlivých částí komplexu a určily se priority a historická hodnota jednotlivých částí. V případě Van Nelle byl k dispozici poměrně bohatý archiv plány, fotografie i filmy pořízené v období stavby i později. Důležitou věcí bylo pochopit logiku celé stavby a rozhodnout, zda klást důraz na zachování historického vzhledu Van Nelle a konzervaci historických materiálů, anebo na dynamického ducha, který byl vlastní celému komplexu při jeho vzniku i dalším trvání. Výjimečnost stavby byla v jejím naprosto racionálním a moderním designu, a proto také bylo rozhodnuto, že pro rekonstrukci bude prioritní zachování autentičnosti celkového designu, nikoliv pouze materiálů. Tak např. poslední zbytky magnesitových podlah v továrnách nebyly zakonzervovány, ale nahrazeny novou betonovou podlahou, do které byly zakomponovány kabely topení a ventilace. Stropy se tak uchovaly čisté, bez kabelů, a nenarušil se celkový vzhled hal. SYSTÉM BOX IN BOX Bylo jasné, že i budoucí Kreativní továrna nebude žádnou stavbou s příčkami, které by rozdělovaly prostor na jednotlivé kanceláře a studia. Budova musela zůstat průhledná, aby si zachovala svůj charakteristický vzhled. Přízemí továren je využíváno pro různé společenské akce a výstavy. Větší prostory pro nájem jsou v nižších patrech budov kvůli zachování celistvosti a transparentnosti. Menší studia a kanceláře jsou potom ve vyšších patrech, ale i tam se musí udržet jednotný vzhled. Příkladem je limitovaná výška nábytku. Architekti a konstruktéři hledali řešení, jak původní fasádu ze skla a oceli zateplit, aby splňovala kritéria na pro BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

71 HISTORIE HISTORY 8 9 Obr. 6 Betonáž podlahy, do které byly zakomponovány kabely topení a ventilace Fig. 6 Concreting of the floor into which heating and ventilation cables were implemented Obr. 7 Koridor na severovýchodní straně budovy mezi vnější a vnitřní izolační stěnou tvořenou hliníkovými prosklenými panely s posuvnými dveřmi Fig. 7 Corridor at the northeast side of the building between the outer and inner insulation wall, made of aluminium glass panels with sliding door Obr. 8 Supermoderní konstrukce dovolila začlenit další mezipatra Fig. 8 Ultramodern construction enabled including additional mezzanine floors Obr. 9 Prosklené tubusy spojují budovy továren s expediční budovou. Van Nelle září ve dne i v noci Fig. 9 Glass tubes connect the factory buildings with the expedition building. Van Nelle glows day and night voz kanceláří. Výsledkem je systém tzv. box in box (krabice v krabici). Na fasádě se nic nezměnilo, ale uvnitř budovy byla vytvořena nová stěna z hliníkových a prosklených panelů, která interiéry dobře izoluje. Na severovýchodní straně budovy je tato stěna dále od obvodové zdi a vytváří tak koridor, zatímco na jihozápadní straně, kde nároky na zateplení nebyly tak velké, kopíruje tento systém vnitřních stěn linii žaluzií a je umístěn ve větší blízkosti za obvodovou stěnou. Tímto způsobem je docíleno příznivého klimatu uvnitř budovy. EXPEDIČNÍ HALA, SKLADY A BUDOVA ÚSTŘEDÍ Rekonstrukci expediční budovy měla na starost architektonická kancelář Wessel de Jonge. Jedním z principů, kterého se architekti drželi, bylo zachovat co nejvíce původní ráz budovy jako skladu. Budova se liší od protějších továren svojí hloubkou. To znamená, že se jí dostává méně přirozeného světla, což pro účely původního skladu nebylo důležité. Systém box in box použitý při rekonstrukci továren by zde proto dobře nefungoval. Z tohoto důvodu bylo rozhodnuto použít pro fasádu dvojité izolační sklo. Přístup denního světla je zajištěn i střešním průhledem uprostřed budovy. Oproti budovám továren nejsou instalace zabudovány v podlahách, ale podél stropů. To také umožnilo, že jediná dochovaná žlutá magnesitová podlaha ve druhém patře mohla být zrestaurována a zachována. Původní sklady podél přístavu Delfshaven byly minimalisticky zrekonstruovány a připraveny pro výrobní provozy a designová studia. V podstatě se jednalo o rekonstrukci skeletu, sanitárních zařízení a instalací. Prosklený průhled ve střeše, podobně jako v expediční budově, zajišťuje dostatek denního světla. Oproti původnímu plánu byla nakonec zachována i budova technických služeb, kde byly dříve umístěny i dílny a požární stanice. Okrouhlá budova ústředí v jižní části komplexu, která byla renovována již na počátku 90. let, slouží dále pro kanceláře. ZÁVĚR Citlivá rekonstrukce Van Nelle stála 50 milionů EUR. Přetvoření tohoto původně průmyslového objektu k novému komerčnímu i kulturnímu využití bylo možné jedině díky dobré spolupráci státních institucí a privátního sektoru architektů, stavařů, investorů i sponzorů. Ačkoliv se může zdát, že je to ukázkový příklad, jak zachránit novodobou památku a využít ji, její budoucnost je opět lehce nejistá. Ukázalo se, že náklady na údržbu v příštích dvaceti letech dosáhnou 40 milionů EUR a z nájmů je nebude možné zaplatit. Van Nelle je údajně opět na prodej. Architektonický Brinkman & van der Vlugt, návrh Mart Stam Stavební řešení Jan Gerko Wiebenga Výstavba 1926 až 1931 Rekonstrukce Wessel de Jonge Architecten (koordinátor) Architektonický Claessens Erdmann návrh Architects & Designers Molenaar & Van Winden Architecten ABT Building Technology Advisors Stavební řešení (Master Plan) Ingenieursbureau Bartels Stavební IBB Kondor provedení Rekonstrukce 1999 až 2006 Zdroje: [1] DE JONGE, W. Continuity and Change in the Architecture of Van Nelle. In Van Nelle Monument in Progress. Rotterdam: 2005 [2] DE JONGE, W. The Technology of Change The Van Nelle Factories in Transition. In Back from Utopia. Rotterdam: 2002 [3] Van Nelle Ontwerpfabriek [4] Rijksdienst voor het Cultureel Erfgoed Redakce děkuje ateliéru Wessel de Jonge Architecten za poskytnuté informace a materiály. Jitka Prokopičová jitka.prokopicova@ hotmail.com autorka žije v Nizozemsku Fotografie: 1 N. de Jong / RCE; 2 archiv Wessel de Jonge (Structuurplan Van Nelle Ontwerpfabriek 1999); 3, 4, 5, 8 a 9 archiv Van Nelle Ontwerpfabriek; 6 a 7 Fas Keuzenkamp. 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 69

72 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS 1 2 MEZILABORATORNÍ POROVNÁVACÍ ZKOUŠKY ČERSTVÉHO BETONU Od roku 2011 pořádá Poskytovatel zkoušení způsobilosti při SZK FAST, který je akreditován ČIA pod číslem Z7008 (PoZZ), programy zkoušení způsobilosti mezilaboratorní porovnávací zkoušky (PT proficiency testing). PoZZ je akreditován podle ČSN EN ISO/IEC Posuzování shody Všeobecné požadavky na zkoušení způsobilosti v oblasti zkoušení čerstvých a ztvrdlých betonů, kameniv, zemin, nestmelených směsí a směsí stmelených hydraulickými pojivy, malt, cementů, jemnozrnných cementových kompozitů, zdicích prvků a oceli. Tyto programy jsou organizovány každoročně. V současné době se jedná o největší nabídku akreditovaných programů zkoušení způsobilosti pro stavební zkušebnictví v Evropě. Účast v programech zkoušení způsobilosti je jednou z možností, jak může zkušební laboratoř prokázat validaci zkušebních postupů a svou způsobilost akreditačnímu orgánu nebo třetí straně (zákazníkovi). Předmětem PT je tedy posouzení shodnosti výsledků zkoušek a výstupem je vyhodnocení výkonnosti účastnících se zkušebních laboratoří. 4a 4b 4c 5a 5b 5c 70 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

73 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS 3a V dubnu t. r. byl PoZZ a firmou Betotech, s. r. o., uspořádán program zkoušení způsobilosti s označením ZČB 2015/1, jehož cílem bylo ověřit a posoudit shodnost výsledků zkoušek čerstvého betonu. Zkoušek se zúčastnili zástupci dvanácti laboratoří z celé republiky. Na programu byly nejběžnější zkoušky čerstvého betonu: zkouška sednutím podle ČSN EN , zkouška rozlitím podle ČSN EN , objemová hmotnost podle ČSN EN , obsah vzduchu podle ČSN EN , stupeň zhutnitelnosti podle ČSN EN V podzimním programu zkoušení způsobilosti pořádaném v říjnu Brně je nabídka zkoušek obohacena o zkoušky čerstvého SCC. Další informace na 3b Obr. 1 Pomůcky pro zkoušky Obr. 2 Každé zkoušce předcházel odběr čerstvého betonu Obr. 3a, b Zástupci dvanácti laboratoří z celé ČR při dubnových PT Obr. 4 Stupeň zhutnitelnosti, a) plnění formy čerstvým betonem, b) vibrování vzorku na vibračním budiči, c) měření sednutí Obr. 5 Zkouška sednutím, a) plnění formy Abramsova kužele, b) hutnění, c) měření sednutí kužele Obr. 6 Zkouška rozlitím, a) plnění formy, b) čerstvý beton po odformování, c) poklepávání zkušební deskou, d) měření rozlivu Obr. 7 Měření objemové hmotnosti Obr. 8 Měření obsahu vzduchu připravili: doc. Ing. Tomáš Vymazal, Ph.D., Ing. Petr Misák, Ph.D., a redakce fotografie: Milan Senko 6a 6c 7 6b 6d 8 3/2015 technologie konstrukce sanace BETON 71

74 AKTUALITY TOPICAL SUBJECTS SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA SEMINÁŘE, KONFERENCE A SYMPOZIA V ČR FIBRE CONCRETE mezinárodní konference Termín a místo konání: 10. a 11. září 2015, Praha Research Technology Design Application Codes and standards FRC and sustainability Kontakt: ZKOUŠENÍ A JAKOST VE STAVEBNICTVÍ Konference Termín a místo konání: 6. a 7. října 2015, Brno Kontakt: SANACE A REKONSTRUKCE STAVEB konference a REHABILITATION AND RECONSTRUCTION OF BUILDING CRRB 17. mezinárodní konference Termín a místo konání: 12. a 13. listopadu 2015, Praha sanace betonových konstrukcí fyzikálně chemické vlastnosti statika a dynamika staveb a další Kontakt: BETONÁŘSKÉ DNY konference s mezinárodní účastí Termín a místo konání: 25. a 26. listopadu 2015, Litomyšl Vyzvané přednášky Historie betonového stavitelství v ČR Výzkum a technologie Modelování a navrhování Beton a udržitelný rozvoj Významné projekty a realizace: budovy; mosty; tunely a podzemní stavby; vodohospodářské stavby; jiné konstrukce (popř. prefabrikované prvky, nové výrobky z betonu apod.) Rekonstrukce, revitalizace, konverze a sanace Normy, předpisy, certifikace Kontakt: PODZEMNÍ STAVBY PRAHA 13. mezinárodní konference a VÝCHODOEVROPSKÁ TUNELÁŘSKÁ KONFERENCE EETC mezinárodní konference Termín a místo konání: 23. až 25. května 2016, Praha Konvenčně ražené tunely Mechanizovaně ražené tunely Ostatní podzemní stavby a úložiště Geotechnický průzkum a monitoring Numerické modelování, vývoj a výzkum Vybavení, bezpečnost provozu a údržba Rizika, smluvní vztahy a financování Historická podzemní díla a rekonstrukce Kontakt: CENTRAL EUROPE TOWARDS SUSTAINABLE BUILDING 2016 CESB16 4. mezinárodní konference Termín a místo konání: 22. až 24. června 2016, Praha Sustainable renovation of existing building stock Industrial heritage regeneration Sustainable urban development Building design process Materials and technologies for sustainable buildings Decision-support tools and assessment methods Kontakt: ZAHRANIČNÍ KONFERENCE A SYMPOZIA CALCINED CLAYS FOR SUSTAINABLE CONCRETE 1. mezinárodní konference Termín a místo konání: 23. až 25. června 2015, Lausanne, Švýcarsko Kontakt: MULTI-SPAN LARGE BRIDGES Mezinárodní konference Termín a místo konání: 1. až 3. července 2015, Porto, Portugalsko Kontakt: APPLICATIONS OF STATISTICS AND PROBABILITY IN CIVIL ENGINEERING ACASP mezinárodní konference Termín a místo konání: 12. až 15. července 2015, Vancouver, Kanada Kontakt: HIGH-PERFORMANCE FIBRE-REINFORCED CEMENT-BASED COMPOSITES (HPFRCC) FOR FUTURE INFRASTRUCTURE Mezinárodní letní škola v Drážďanech DISS Termín a místo konání: 26. až 31. července 2015, Drážďany, Německo Kontakt: FUTURE VISION IASS2015 Mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 17. až 20. srpna 2015, Amsterdam, Nizozemsko Kontakt: CONSTRUCTION MATERIALS PERFORMANCE, INNOVATIONS AND STRUCTURAL IMPLICATIONS CONMAT mezinárodní konference Termín a místo konání: 19. až 21. srpna 2015, Whistler, Kanada Kontakt: CONCRETE mezinárodní konference Termín a místo konání: 30. srpna až 2. září 2015, Melbourne, Austrálie Kontakt: SUSTAIN CONCRETE 2016 Mezinárodní konference Termín a místo konání: 15. až 18. září 2015, La Plata, Argentina Kontakt: MECHANICS AND PHYSICS OF CREEP, SHRINKAGE, AND DURABILITY OF CONCRETE AND CONCRETE STRUCTURES CONCREEP mezinárodní konference Termín a místo konání: 21. až 23. září 2015, Vídeň, Rakousko Kontakt: STRUCTURAL ENGINEERING PROVIDING SOLUTIONS TO GLOBAL CHALLENGES Konference IABSE Termín a místo konání: 23. až 25. září 2015, Ženeva, Švýcarsko Kontakt: INNOVATIVE CONCRETE TECHNOLOGY IN PRACTICE CCC středoevropský betonářský kongres Termín a místo konání: 1. a 2. října 2015, Hainburg, Rakousko Kontakt: CONCRETE REPAIR, REHABILITATION AND RETROFITTING ICCRRR mezinárodní konference Termín a místo konání: 5. až 7. října 2015, Lipsko, Německo Kontakt: CONCRETE SPALING DUE TO FIRE EXPOSURE 4. mezinárodní workshop RILEM Termín a místo konání: 8. až 9. října 2015, Lipsko, Německo Kontakt: SANÁCIE BETÓNOVÝCH KONŠTRUKCIÍ ročník mezinárodního semináře Termín a místo konání: 10. a 11. prosince 2015, zámek Smolenice, Slovensko Kontakt: STRATEGIES FOR SUSTAINABLE CONCRETE STRUCTURES SSCS 2015 NUMERICAL MODELING Mezinárodní konference Termín a místo konání: 14. až 16. prosince 2015, Rio de Janeiro, Brazílie Kontakt: ADVANCES IN CEMENT AND CONCRETE TECHNOLOGY IN AFRICA ACCTA Mezinárodní konference Termín a místo konání: 27. až 29. ledna 2016, Johannesburg, Jižní Afrika Kontakt: CREEP BEHAVIO UR IN CRACKED SECTIONS OF FIBRE REINFORCED CONCRETE FRC-CREEP 2016 Mezinárodní workshop RILEM Termín a místo konání: 9. a 10. března 2016, Valencie, Španělsko Kontakt: ULTRA-HIGH PERFORMANCE CONCRETE AND HIGH PERFORMANCE MATERIALS 4. mezinárodní sympozium Termín a místo konání: 9. a 11. března 2016, Kassel, Německo Kontakt: BRIDGES AND STRUCTURES SUSTAINABILITY SEEKING INTELLIGENT SOLUTIONS Konference IABSE Termín a místo konání: 8. až 11. května 2016, Guangzhou, Čína Kontakt: FRACTURE MECHANICS OF CONCRETE AND CONCRETE STRUCTURES FRAMCOS 9 9. mezinárodní konference Termín a místo konání: 22. až 25. května 2016, Berkeley, California, USA Kontakt: CONCRETE SUSTAINABILITY ICCS16 2. mezinárodní konference RILEM Termín a místo konání: 13. až 15. června 2016, Madrid, Španělsko Kontakt: CONCRETE SOLUTIONS 2016 (CONCRETE REPAIR) 6. mezinárodní konference Termín a místo konání: 20. až 22. června 2016, Thessaloniki, Řecko Kontakt: BRIDGE MAINTENANCE, SAFETY AND MANAGEMENT IABMAS mezinárodní konference Termín a místo konání: 26. až 30. června 2016, Foz do Iguaçu, Brazílie Kontakt: FIB PH.D. SYMPOSIUM IN CIVIL ENGINEERING 11. mezinárodní symposium Termín a místo konání: 29. až 31. srpna 2016, Tokio, Japonsko Kontakt: CONCRETE UNDER SEVERE CONDITIONS ENVIRONMENT & LOADING CONSEC mezinárodní konference Termín a místo konání: 12. až 14. září 2016, Lecco, Itálie Kontakt: FIBRE REINFORCED CONCRETE BEFIB mezinárodní sympozium RILEM Termín a místo konání: 19. až 21. září 2016, Vancouver, Kanada Kontakt: CHALLENGES IN DESIGN AND CONSTRUCTION OF AN INNOVATIVE AND SUSTAINABLE BUILT ENVIRONMENT 19. kongres IABSE Termín a místo konání: 21. až 23. září 2016, Stockholm, Švédsko Kontakt: ARCH BRIDGES IN CULTURE ARCH mezinárodní konference Termín a místo konání: 5. až 7.října 2016, Wroclaw, Polsko Kontakt: PERFORMANCE-BASED APPROACHES FOR CONCRETE STRUCTURES fib symposium 2016 Termín a místo konání: 21. až 23. listopadu 2016, Kapské Město, Jižní Afrika Kontakt: HIGH TECH CONCRETE: WHERE TECHNOLOGY AND ENGINEERING MEET! fib symposium 2017 Termín a místo konání: 12. až 16. června 2017, Maastricht, Nizozemsko Kontakt: fib CONGRESS 2018 Termín a místo konání: 6. až 12. října 2018, Melbourne, Austrálie Kontakt: 72 BETON technologie konstrukce sanace 3/2015

75 Central European Congress on Concrete Engineering HAINBURG The 11th Central European Congress on Concrete Engineering CCC MEMBER COUNTRIES Innovative Concrete Technology in Practice Main topics Fibre-reinforced Concrete or Prestressed Concrete Self Compacting-, High Performance- or Ultra High Performance Concrete Sprayed or Innershell Concrete Prefabricated Concrete Recycled Concrete or Concrete of tunneling excavation Concrete for Maintenance Concrete for energy savings or for Geothermal Energy Better environment with Concrete Planning & Construction for Traffic Infrastructure and Building Construction VÝZVA K ZASLÁNÍ ANOTACE ODBORNÉHO PŘÍSPĚVKU PŘEDBĚŽNÁ POZVÁNKA Česká betonářská společnost ČSSI Partner konference Českomoravský beton, a.s. UZÁVĚRKA ANOTACÍ: 30. KVĚTNA 2015 VYBRANÉ PŘÍSPĚVKY ZE SBORNÍKŮ K 22. BD 2015 BUDOU ZAŘAZENY DO DATABÁZE SCOPUS Konference s mezinárodní účastí 22. BETONÁŘSKÉ DNY 2015 spojené s výstavou BETON a 26. listopadu 2015 Litomyšl, Zámecké návrší p.o. TEMATICKÉ OKRUHY A B C D E F G H Vyzvané přednášky Important Dates 30 April 2015 Information of acceptance or refusal of the papers 06 June 2015 Deadline for submission of the full paper in English Historie betonového stavitelství v ČR Výzkum a technologie Modelování a navrhování Beton a udržitelný rozvoj Významné projekty a realizace: F1 Budovy F2 Mosty F3 Tunely a podzemní stavby F4 Vodohospodářské stavby F5 Jiné konstrukce (popř. prefabrikované prvky, nové výrobky z betonu apod.) Rekonstrukce, revitalizace, konverze a sanace Normy, předpisy, certifikace POZOR!!! ZMĚNA MÍSTA KONÁNÍ KONFERENCE TERMÍN A MÍSTO KONÁNÍ 22. Betonářské dny 2015 se uskuteční 25. a 26. listopadu 2015 (ST + ČT) v Litomyšli, Zámecké návrší p.o. MOŽNOSTI FIREMNÍ PREZENTACE A VÝSTAVA BETON 2015 Možnosti firemní prezentace naleznete na Přihlašování a výběr polohy stánku/stolu bude probíhat online od začátku září. V případě Vašeho aktuálního zájmu o firemní prezentaci se obraťte na sekretariát konference přímo. KONTAKT Česká betonářská společnost ČSSI Samcova 1, Praha 1 T , E johova@cbsbeton.eu, vich@cbsbeton.eu, stevula@cbsbeton.eu Firemní prezentace Firemní prezentace

76 Náš beton má říz TBG BETONMIX a. s. SKANSKA Transbeton, s. r. o. Českomoravský beton, a. s. KÁMEN Zbraslav, a. s. ZAPA beton a. s. TBG METROSTAV s. r. o. CEMEX Czech Republic, s. r. o.