Úvod do pozemního stavitelství

Transkript

1 Úvod do pozemního stavitelství 5/12 ZS 2018 Ing. Michal Kraus, Ph.D.

2 Mezi vodorovné nosné konstrukce patří: Stropní konstrukce Vyložené konstrukce Ustupující konstrukce Stropní konstrukce rozdělují prostor ve vertikálním směru na jednotlivá podlaží. Stropní konstrukce přenášejí veškerá zatížení v těchto podlažích do svislých nosných konstrukcí, zajišťují tuhost a stabilitu celých budov a jejich částí.

3 Konstrukce vyložené (balkóny, římsy, arkýře a přístřešky) a konstrukce ustupující (lodžie, ustupující podlaží) se od stropních konstrukcí funkčně liší, avšak jejich nosná část je obvykle součástí stropní konstrukce.

4 Stropní konstrukce Základní částí stropních konstrukcí je jejich nosná část, která je zpravidla doplněná podlahou a případně podhledem. Statické požadavky zahrnují především únosnost a tuhost stropu v horizontálním směru. Únosnost konstrukce musí zabezpečit přenos veškerého zatížení: Zatížení stálá vlastní tíha konstrukce, podlah, příček a obvodových plášťů Zatížení nahodilá především zatížení užitné (osobami, zařízením, skladovanými předměty), zatížení klimatická (sněhem, větrem, teplotními změnami), popřípadě zatížení mimořádná (výbuch, zemětřesení).

5 Stropní konstrukce Tuhost stropů v horizontální rovině je schopnost zajistit přenesení zatížení do svislých konstrukcí. Tuhost stropů a jejich návaznost ovlivňuje prostorovou tuhost a stabilitu celé budovy. Zvuková izolace stropů specifikuje nároky na vzduchovou a kročejovou neprůzvučnost stropů v různých objektech. Vzduchová neprůzvučnost je zabezpečována především plošnou hmotností stropní konstrukce, kterou odolává rozkmitání dopadající zvukové energie. Kročejová neprůzvučnost musí být zajištěna vhodnou úpravou podlahy nebo zvukově izolačním podhledem.

6 Stropní konstrukce Tepelná izolace stropů je vyžadována u stropů oddělující prostory s různým teplotním režimem. Odolnost proti požáru je limitována časem, uváděným v minutách, po který konstrukce odolává působení ohně přičemž v této době: Konstrukce nesmí ztratit únosnost a stabilitu Teplota povrchu na odvrácené straně od ohně nesmí být vyšší než 150 C V konstrukci nesmí dojít ke ztrátě celistvosti, ke vzniku trhlin.

7 Stropní konstrukce Základními prvky vodorovných konstrukcí jsou deska, trám a průvlak

8 Stropní konstrukce Deska je vhodná pro stropní konstrukce o malém rozpětí. Trám se používá pro větší rozpětí, při kterém by deska musela mít velkou tloušťku. Zatížení stropu se přenáší deskou do trámu a z trámu do podpory. Průvlak se používá pro velká rozpětí, obvykle v kombinace s deskou a trámy. Zatížení se přenáší deskou do trámu a trámem na průvlak a průvlakem osazeným na svislé podpory Podepření stropních konstrukcí může být provedeno stěnou, rámovou konstrukcí, sloupy s hlavicemi nebo pouze sloupy.

9 Stropní konstrukce

10 Druhy stropů podle stavebního materiálu: Stropy dřevěné Stropy železobetonové Stropy keramické Stropy ocelové

11 Dřevěné stropy: Dřevěné stropy se v minulosti běžně používaly v bytových, občanských i zemědělských stavbách. V současnosti se s nimi setkáváme především při rekonstrukcích starších budov. Dřevěné stropy jsou lehké, ale únosné. Mají dobré tepelně-izolační i akustické vlastnosti. Jejich nevýhodou je hořlavost, malá odolnost proti vodě a vlhkosti, poměrně malá tuhost a velké průhyby. Podle konstrukcí dělíme dřevěné stropy na povalové, trámové a fošnové.

12 Povalové stropy jsou tvořeny z kulatiny nebo částečně hraněných trámů (povalů) kladených těsně vedle sebe na sraz. Používaly se na jednoduchých zemědělských stavbách.

13 Povalové stropy

14 Povalové stropy Příklad spojů povalů v povalovém stropě: 1 - prkenná podlaha 2 násyp 3 polštáře 4 povaly spojené ocelovými skobami 5 omítka

15 Trámové stropy se skládají z dřevěných trámů (stropnic) a záklopu. Trámy se kladou ve vzdálenosti 0,9-1,2 metrů od sebe do kapes ve zdivu. Konec trámů se před osazením impregnuje, stejně jako podložka, na kterou se osazují. Vzduchová mezera kolem trámů tvoří ochranu proti vlhkosti. Pro zvýšení stability nosných zdí se některé trámy kotví ocelovými kotvami do zdi. Tuto funkci v minulosti plnily tzv. trámové kleštiny, Které se osazovaly obvykle u krajních trámů a ve vzdálenosti 3 až 4 metry. Záklop tvoří desky spojené na pero a drážku nebo překryté lištami. Záklop zabraňuje propadávání násypu. Násyp (škvára, drť apod.), působí částečně jako protipožární ochrana a slouží k uložení podlahy.

16 Podhled trámových stropů tvoří buď omítka na pletivu dříve rákosové rohože) nebo dřevocementové a sádrokartonové desky, zvyšující požární odolnost strojů. Dřevěné trámové stropy lze použít na rozpětí 5 metrů (výjimečně 6, m). Při rekonstrukcí lze dřevěné trámy kombinovat s ocelovými nosníky.

17 Trámové stropy

18 Trámové stropy

19 Trámové stropy Trámový strop s viditelnými trámy: 1 - trám, 2 - záklop, 3 lišta

20 Trámové stropy Strop s viditelnými trámy se záklopem a násypem: 1 trám, 2 záklop, 3 lišta, 4 násyp, 5 polštář, 6 hrubá podlaha, 7 čistá podlaha

21 Trámové stropy Kazetové stropy

22 Trámové stropy Trámový strop s omítnutým podhledem a násypem: 1 trám, 2 záklop, 3 lišta, 4 - násyp, 5 polštář, 6 hrubá podlaha, 7 čistá podlaha, 8 podbití, 9 rákosová omítka

23 Fošnové stropy nahrazují poměrně nehospodárné stropy trámové. Jsou tvořeny fošnami kladenými v osové vzdálenosti 0,5 0,6 metrů. Tuhost fošnového stropu zajišťují rozpěry a diagonálně přibytý záklop a podbití. Oproti trámovým stropům mají menší spotřebu dřeva (asi o %). Tyto stropy jsou vhodné pro rozpon do 5 m. Rozměry fošen bývají x mm, jejich osová vzdálenost je 400 až 600 mm. Na stropnice je shora přitlučen záklop z prken nebo v současnosti z OSB desek nebo jiných plošných prvků a proveden zásyp a konstrukce podlahy. Novodobé fošnové stropy jsou většinou tvořeny nosnými prvky z lepeného lamelového dřeva.

24 Fošnový strop 1 fošnová stropnice 2 podbití 3 omítka 4 křížové rozpěry z prken 5 podlaha 6 polštář 7 násyp

25 Novodobé fošnové a trámové stropy V současnosti se pro tyto stropy velmi výhodně využívají nosné prvky z lepeného lamelového dřeva. Lepené lamelové dřevo se vyrábí vzájemným lepením lamel z masivního dřeva. K jejich výrobě se používá hlavně smrkové dřevo, popřípadě modřínové nebo dubové. Po nanesení lepidla na stykové plochy se prvky lisují. Jednotlivé lamely jsou délkově nastavovány zubovitým spojem a bočně lepeny. Díky tomu lze vyrábět lepené stropnice aždo délek 16 m

26 Novodobé fošnové a trámové stropy Příklad lepených trámů vzniklých navzájem bočně slepených latí nebo hranolů (lamel) z masivního dřeva

27 Novodobé fošnové a trámové stropy Příklad skladby novodobého fošnového stopu

28 Stropy s nosníky ze složeného průřezu Pro novodobé stropy se masivní stropnice nahrazují prvky složeného průřezu. Nejčastěji jde o I-profily, které mohou být lepené nebo sbíjené. Lepené I-profily mohou mít buď pásnice i stojinu vyrobeny z masivního dřeva nebo druhá varianta je, že pásnice jsou vyrobeny z masivu a stěny nejčastěji z OSB desek, tvrdých vláknitých desek systému STEICO, z vlnitého plechu nebo může být použit i jiný materiál. Sbíjené nosníky mohou mít tvar I-nosníku, T-nosníku, truhlíku

29 Stropy s nosníky ze složeného průřezu

30 Příhradový strop Tyto stropy umožňují dosáhnout velkých rozpětí při zachování malé hmotnosti. Jejich další výhodou je snížení spotřeby dřeva, přizpůsobení průřezu zatížení stropu, využití levnějších materiálů menšího průřezu.

31 Stropy ze dřevěných panelů Nosnou konstrukci těchto stropů tvoří duté velkoplošné panely s žebrovou konstrukcí. Tyto stropy se vyznačují velmi nízkou hmotností a velmi vysokou statickou únosností. Konstrukci stavby vytváří velice tuhou a stabilní v obou osách. Urychlují výstavbu a lze je použít na stropy i střechy hlavně u dřevostaveb.

32 Spřažené dřevo betonové stropy Jde o spojení trámového, fošnového stropu s vrstvou betonu. K pevnému propojení dřevěného stropu s betonem se používají hřebíky, vruty, které se nechají vyčnívat z dřevěného stropu před zalitím betonem. Pro betonáž se používá betonová směs suchá se součinitelem w < 0,5. Přednostmi této konstrukce jsou lepší mechanické vlastnosti a zvýšení požární bezpečnosti. Nevýhodou je, že jde o mokrý proces

33 Spřažené dřevo betonové stropy

34 Železobetonové stropy Železobeton je nejpoužívanějším materiálem pro nosné konstrukce stropů. Výhody spočívají ve velké únosnosti, trvanlivosti, tuhosti a nehořlavosti. Nevýhodou je malý tepelný odpor, náročná demontáž, demolice a recyklace. Z technologického hlediska rozlišujeme tři hlavní skupiny ŽB stropů: Monolitické ŽB stropy Prefabrikované ŽBstropy Prefa-monolitické ŽB stropy

35 Monolitické železobetonové stropy Monolitické ŽB stropy se betonují přímo na místě svého budoucího působení (in situ) do bednění, ve kterém je uložena výztuž. Výhodou monolitických stropů je možnost dokonalého ztužení objektu v obou směrech, tvarová stabilita, použitelnost pro libovolný půdorys o různém rozpětí a zatížení Nevýhodou je nutné bednění, velká staveništní pracnost, mokrý technologický proces, technologické přestávky a omezení prací v zimě Dimenzování monolitických konstrukcí musí být podloženo statickým výpočtem.

36 Monolitické železobetonové stropy Podle základního konstrukčního uspořádání rozlišujeme stropy: Deskové Trámové a žebrové Hřibové Se skrytými průvlaky Sklobetonové

37 Monolitické železobetonové stropy deskové Deskové stropy jsou tvarově nejjednodušší. Jejich výhodou je jednoduché bednění i vyztužení a rovný podhled. Deska může být uložena na dvou protilehlých podporách nebo po celém obvodě.

38 Monolitické železobetonové stropy deskové

39 Monolitické železobetonové stropy trámové a žebrové Monolitické trámové a žebrové stropy jsou velmi únosné, používají se při rozpětí větším než 3 m a při větším zatížením. Princip nosné konstrukce spočívá v monolitickém spojení trámů (žeber) s deskou, čímž vzniká staticky výhodný T průřez. Trámy mohou být orientovány v jednom nebo ve dvou směrech a vytvářet tzv. kazetové stropy.

40 Monolitické železobetonové stropy trámové a žebrové Podle tvaru rozeznáváme stropy trámové a žebrové: Stropy s viditelnými trámy Stropy s podhledem dodatečně provedeným Stropy bedničkové Stropy vložkové

41 Monolitické železobetonové stropy trámové a žebrové Trámový strop jedná se o monolitický trámový strop s viditelnými trámy v jednom směru. V současnosti se tento strop používá jen pro větší zatížení a tam, kde není nutný rovný podhled (např. tovární haly, skladiště). Strop je tvořen trámy s osovou vzdáleností mm spojenými železobetonovou deskou.

42 Monolitické železobetonové stropy trámové a žebrové Žebrový a žebírkový strop Jedná se o speciální typ trámového stopu, ve kterém trámy přecházejí v žebra o osové vzdálenosti 600 až 1200 mm nebo žebírka se vzdáleností do 600 mm. Žebra jsou užší, mají šířku mm a deska má tloušťku 50 70mm. Tyto stropy jsou většinou opatřeny rovným podhledem, který je připevněný na žebrech pomocí latí a podbití nebo se na ocelové kotvy zavěsila síť, na kterou se připevnilo pletivo jako podklad pro omítku. V současnosti se rovný podhled zhotovuje pomocí sádrokartonových desek.

43 Monolitické železobetonové stropy trámové a žebrové Žebrový a žebírkový strop

44 Monolitické železobetonové stropy trámové a žebrové Bedničkový strop jedná se o žebírkový strop, ve kterém se podhled vytvoří současně s nosnou konstrukcí stropu. Podhled tvoří železobetonová deska tloušťky mm monoliticky spojená s žebry stropu. Na vybetonovanou desku podhledu se kladou bednící prvky, tzv. bedničky, pomocí nichž se vytváří tvar žebříkového stropu.

45 Monolitické železobetonové stropy trámové a žebrové Bedničkový strop

46 Monolitické železobetonové stropy trámové a žebrové Stropy vložkové mají rovný podhled vytvořený spodním lícem dutých vložek z keramiky nebo lehkých betonů. Jsou funkčně tvarovány tak, aby kromě rovného podhledu vytvářely současně i formu pro betonáž nosných žebírek. Vložky se kladou na rovné bednění nasucho. Mezi nimi vzniká prostor na vytvoření žebírek. Vzhledem k mále velikosti vložek vychází i malá vzdálenost žebírek. Výhodou je rovný podhled, jednoduché bednění, vysoká odolnost proti požáru. Nevýhodou je pracnost a únosnost až po dosažení únosnosti betonu.

47 Monolitické železobetonové stropy trámové a žebrové

48 Monolitické železobetonové stropy hřibové Hřibové stropy jsou v podstatě křížem vyztužené desky podepřené sloupy s viditelnými hřibovými hlavicemi. Jsou velmi únosné, používají se pro velká užitná zatížení a pro velkou osovou vzdálenost (nad 7,5 m). Sloupy mají obvykle kruhový nebo mnohoúhelníkový průřez, jemuž odpovídá i tvar hlavice. Hřibová hlavice vytváří náběhy a snižuje nebezpečí propíchnutí desky v okolí sloupu.

49 Monolitické železobetonové stropy hřibové Stropní deska je křížem armovaná, její výztuž je posílena v okolí desky v obou směrech. Hřibové stropy mají velkou únosnost a používají se zejména ve výrobních a skladovacích halách.

50 Monolitické železobetonové stropy hřibové

51 Prefabrikované železobetonové stropy Prefabrikované železobetonové stropy se montují z prvků vyrobených průmyslovým způsobem ve specializovaných výrobnách, na stavbě se zmonolitňují v tuhé konstrukce schopné přenášet i vodorovná zatížení. Výhodou prefabrikovaných stropů je snadný a rychlá montáž, menší pracnost na stavbě, menší plošná hmotnost stropu a úspora materiálu, omezení mokrých procesů, zmenšení závislosti na počasí a okamžitá únosnost po smontování. Nevýhodou jsou požadavky na dopravu a potřeba těžkých montážních mechanizmů.

52 Prefabrikované železobetonové stropy Prefabrikované ŽB stropy ze železobetonových nosníků se skládají: Nosníky ze železobetonu nebo z předpjatého betonu o průřezu I nebo obráceného T se osazují v pravidelných osových vzdálenostech (300, 600 mm). Nosníky mají upravené zhlaví s armaturou sloužící ke spojení výztuže s výztuží pozedních věnců. Vložky tvoří výplň mezi nosníky. Vložky se vyrábí z lehkého betonu nebo z keramiky. Spolupůsobení vložek s nosníky se zajišťuje dobetonováním. Pro zajištění tuhosti je strop opatřen betonovou deskou o tl. min. 50 mm vyztuženou sítí.

53 Prefabrikované železobetonové stropy Prefabrikované ŽB stropy ze železobetonových nosníků

54 Prefabrikované železobetonové stropy Prefabrikované ŽB stropy panelové jsou složeny z velkoplošných dílců. Jejich průřez může být plný, vylehčený dutinami nebo žebrový. Druhy panelů: podle tvaru, umístění v budově a podle zatížení rozeznáváme panely normální, zesílené, panely instalační, balkónové, schodišťové. Rozměry panelů jsou ovlivněny rozpětím, zatížením a použitým konstrukčním materiálem. Délky panelů se pohybují do 12 metrů, šířky do 2,4 až 3,6 metrů. Velikost panelů je limitována přepravními mechanismy. Stropní panely jsou nejčastěji vyztuženy v jednom směru, menší rozměry mohou být umístěny obousměrně.

55 Prefabrikované železobetonové stropy

56 Prefabrikované železobetonové stropy

57 Prefabrikované železobetonové stropy

58 Prefa-monolitické železobetonové stropy Prefa-monolitické železobetonové stropy jsou polomontované konstrukce kombinované z prefabrikovaných dílců, doplněných na staveništi monolitickou částí, kterou se vytvářejí spřažené konstrukce. Nejpoužívanější typy prefa-monolitických stropů jsou: Prefa-monolitické stropy z nosníků a vložek Prefa-monolitické stropy deskové

59 Prefa-monolitické železobetonové stropy z nosníků a vložek Nosníky se vyrábějí v různých variantách Filigran, Hat-trick, HonosPot, apod. Po osazení na podpory se nosníky provizorně podepírají a na ně se osazují keramické vložky nebo vložky z lehkého betonu. Vložky vytváření rovný podhled stropu a současně bednění pro dobetonování nosníku, celá konstrukce se zalije betonem včetně krycí vyztužené desky.

60 Prefa-monolitické železobetonové stropy z nosníků a vložek

61 Prefa-monolitické železobetonové stropy z nosníků a vložek

62 Prefa-monolitické železobetonové stropy deskové Jsou tvořeny velkoplošnou, prefabrikovanou deskou vytvářející ztracené bednění ve spřažených konstrukcích

63 Prefa-monolitické železobetonové stropy deskové

64 Stropy keramické Keramika se kromě uplatnění v monolitických železobetonových stropech používá pro stropní konstrukce hlavně ve formě prefabrikátů. Keramické stropy jsou lehké, vytvářejí jednotný keramický podhled, mají dobré tepelněizolační vlastnosti, dobrou protipožární odolnost a použitelnost ve vlhkém prostředí. Keramické stropy se uplatňují v bytové, občanské i zemědělské výstavbě. Dle konstrukčního uspořádání rozlišujeme: Stropy z keramických nosníků a vložek Stropy z keramických povalů Stropy z keramických panelů

65 Stropy z keramických nosníků a vložek Keramické nosníky a vložky se vyrábějí v mnoha tvarových, rozměrových i konstrukčních variantách. Nosníky jejichž délka je obvykle odstupňována po 300 mm se kladou v osové vzdálenosti odpovídající zatížení a rozpětí stropní konstrukce (450 mm nebo 600 mm). Keramické vložky se ukládají na spodní přírubu nosníků. Prostor mezi nosníky a vložka se dobetonuje. Keramické nosníky nejsou samonosné a proto se při montáži musí provizorně podepřít.

66 Stropy z keramických nosníků a vložek

67 Stropy z keramických povalů Keramické povaly jsou nosníky sestavené z jedné řady dutých keramických tvárnic, do jejichž podélných drážek se ukládá nosná výztuž, která se zabetonuje. Tím vzniká tuhý prosný nosník se zkoseným zhlávím. Povaly se kladou vedle sebe na sraz a kotví se do ŽB věnce. Zabetonováním styčným spár vzniknou podélná žebra, na horní povrch povalů se provádí cementový potěr v tl mm. Povaly se vyrábějí v délce 3,6 6 metrů, o šířce 0,30 m a výšce 0,15 a 0,30 m.

68 Stropy z keramických povalů

69 Stropy z keramických panelů Keramické stropní panely jsou plošné prefabrikáty, sestavené ze dvou nebo více řad dutých keramických tvarovek. Do jejich podélných drážek se vkládá nosná výztuž. Zabetonování tvarovek vzniká panel. Panely se vzájemně spojují cementovou zálivkou. Keramické panely se vyrábí v délce,6 až 6 metrů o šířce 0,60 1,2 metrů a výšce 0,15 nebo 0,30 metrů.

70 Stropy z keramických panelů

71 Stropy z keramických panelů

72 Ocelové stropy Ocelové stropní konstrukce se používají hlavně v ocelových skeletech. Jsou lehké, snadno se montují a dementují. Jejich nevýhodou je nedostatečná zvuková izolace, nízká požární odolnost a nutnost ochrany před korozí. Ocelové stropní konstrukce se skládají z nosné části, z podlahové a roznášecí vrstvy a případně z pohledu. Základním konstrukčním prvkem jsou profilované plechy tvarované za studena. Plech je ohýbán do desek s vlnami o výšce 30 až 150 mm, které na sebe snadno navazují překrytím v příčném i podélném směru.

73 Ocelové stropy Ocelová nosníková konstrukce stropu

74 Ocelové stropy

75 Ocelové stropy

76 Ocelové stropy

77 Ocelové stropy

78 Klenby Klenby jsou jedny z nejstarších konstrukcí stropu. Klebnu je možné charakterizovat jako nosník se zakřivenou střednicí. Nad vlastní klenbou bývá proveden násyp, kterým jsou roznášeny účinky zatížení na větší plochu. Klenby mohou mít různý tvar a zakřivení. Výhody kleneb: dlouhá životnost, dobrá statická únosnost, schopnost zastropit i velká rozpětí, dobré akustické vlastnosti, požární odolnost, trvanlivost i ve vlhkém prostředí. Nevýhody kleneb: velká hmotnost, velká tloušťka stropu, nutnost podepření masivními konstrukcemi zachycení šikmých tlaků, velká pracnost, nerovný podhled.

79 Klenby

80 Klenby

81 Zakreslování stropních konstrukcí Konstrukce stropu se v půdorysu zobrazovaného podlaží zobrazují podle zásad zobrazování konstrukcí nad řezovou rovinou. V půdorysu podlaží se konstrukce stropu kreslí zpravidla jen na části půdorysu a to: Osy nosníků, trámů, průvlaků tenkou čerchovanou čarou. Zdola neviditelné (zakryté) obrysy plošných vodorovných prvků (panelů) tlustou čerchovanou čarou se dvěma tečkami. Zdola viditelné obrysy trámů a průvlaků při nerovném podhledu tlustou čerchovanou čarou.

82 Zakreslování stropních konstrukcí Řezová rovina svislého řezu stropem nesmí vést tak, aby trám, nosník nebo průvlak byl zobrazen v podélném řezu. Ve svislém řezu se kreslí: Vnější obrys konstrukcí velmi tlustou plnou čarou. Obrys konstrukcí zobrazovaných v pohledu tlustou plnou čarou. Rozhraní materiálů tlustou plnou čarou. V půdorysu i řezu se kótuje délkovými kótami (rozměry konstrukcí stropu, jejich rozmístění i uložení), relativními výškovými kótami (úroveň dolního i horního povrchu konstrukce).

83 Zakreslování stropních konstrukcí

84 Příklad zakreslení: Výkres tvaru monolitická stropní konstrukce

85 Příklad zakreslení: Výkres sestavy dílců montovaný panelový strop

86 Příklad zakreslení: Výkres sestavy dílců strop s vložkami Miako

87 Děkuji za pozornost Ing. Michal Kraus, Ph.D.