KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled

Transkript

1 ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta stavební KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled Petr Hájek, Ctislav Fiala Praha 2011 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti

2 KPKP SVISLÉ NOSNÉ KONSTRUKCE Funkce a požadavky Petr Hájek Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze

3 Konstrukční rozdělení stěny (tlak (tah), ohyb v xz, smyk) sloupy a pilíře (tlak (tah), ohyb) SVISLÉ KONSTRUKCE

4 Technologické a materiálové rozdělení zděné konstrukce z kamene z keramických (cihelných) materiálů z tvárnic na bázi lehkého betonu vrstvené zděné konstrukce vyztužené a předepnuté zdivo monolitické a prefamonolitické konstrukce betonové železobetonové systémové bednění X ztracené bednění prefabrikované konstrukce betonové a železobetonové z keramických a jílových materiálů ocelové dřevěné plastové technologicky a materiálově kombinované konstrukce SVISLÉ KONSTRUKCE

5 Primární funkce svislých konstrukcí statická funkce (nosná a ztužující) sloupy, stěny i pilíře Další funkce jsou podstatné pouze u stěn: dělicí funkce: zajištění provozních, íhpříp. architektonických i ký h funkcí objektu tepelně izolační funkce: tepelně technická kvalita obvodových nosných stěn tepelně technická kvalita vnitřních dělicích stěn (prostory s rozdílnou návrhovou teplotou) akumulační (měrná tepelná kapacita, časová konstanta zóny, aj.) akustická funkce: akustické vlastnosti dělicích konstrukcí protipožární funkce: požárně dělicí konstrukce SVISLÉ KONSTRUKCE

6 Statická funkce nosná funkce: přenos svisléhozatížení plochou svislého prvku do základových konstrukcí napětí v prvku, napětí v základové spáře σ x =F / A σ x napětí [MPa], [N/mm 2 ] F působící ů í síla [N] A plocha průřezu [mm 2 ] zatížení: liniové vzpěrný tlak! bodové ztužující funkce: přenos vodorovného zatížení ohybovou a smykovou tuhostí svislých prvků SVISLÉ KONSTRUKCE FUNKCE A POŽADAVKY

7 Dělicí a architektonická funkce SVISLÉ KONSTRUKCE FUNKCE A POŽADAVKY

8 Tepelně technická funkce, tepelně vlhkostní mikroklima ČSN Tepelná ochrana budov ČSN : Terminologie ČSN : Požadavky (revize 2011) ČSN : Návrhové hodnoty ČSN : Výpočtové metody Požadavky na konstrukce, ve kterých dochází k šíření tepla, vlhkosti a vzduchu: obvodové stěny: jsou součástí tepelně izolační obálky budovy, obvodové stěny (+ výplně otvorů) vč. jejich podzemních částí střecha podlaha na terénu vnitřní stěny: mezi prostory s rozdílnou návrhovou teplotou, vlhkostí nebo s rozdílným režimem vytápění či větrání TEPELNĚ TECHNICKÁ FUNKCE TEPELNĚ VLHKOSTNÍ MIKROKLIMA

9 Tepelně technická funkce, tepelně vlhkostní mikroklima ČSN Tepelná ochrana budov (revize 2011) část 2: Požadavky Šíření tepla konstrukcí Nejnižší vnitřní povrchová teplota konstrukce Součinitel prostupu tepla Šíření vlhkosti konstrukcí Zkondenzovaná vodní pára uvnitř konstrukce Roční bilance kondenzace a vypařování vodní páry uvnitř konstrukce Θ Θ N U U N G k G k,n G k G V Šíření vzduchu konstrukcí a budovou Průvzdušnost Výměna vzduchu v místnostech Zpětné získávání tepla z odpadního vzduchu při nuceném větrání nebo klimatizaci Tepelná stabilita místnosti Pokles výsledné teploty v místnosti v zimním období Tepelná stabilita místnosti v letním období Energetická náročnost budovy TEPELNĚ TECHNICKÁ FUNKCE TEPELNĚ VLHKOSTNÍ MIKROKLIMA

10 Hodnoty součinitele prostupu tepla U N,20 pro budovy s převažující návrhovou vnitřní teplotou Θ = 20 C Stěnová konstrukce stěna vnější Požad. Doporuč. Dop. PD W/(m 2 K) W/(m 2 K) W/(m 2 K) lehká 020 0, ,18 0,30 těžká 0,25 až 0,12 stěna vnitřní z vytápěného k nevytápěnému prostoru 0,60 0,40 0,3 až 0,2 z vytápěného k temperovanému prostoru 0,75 0,50 0,38 až 0,25 mezi sousedními budovami 105 1, , ,50 mezi prostory s ΔΘ 10 C 1,30 0,90 mezi prostory s ΔΘ 5 C 2,70 1,80 Součinitel prostupu tepla U = 1 / ( R i + R + R e ) [Wm 2 K 1 ] součinitel prostupu tepla R i = 1 / 8 [m 2 KW 11 ] odpor při přestupu ř tepla na vnitřní straně ě konstrukce k R = ( d i / λ i ) [m 2 KW 1 ] tepelný odpor konstrukce R e = 1 / 23 [m 2 KW 1 ] odpor při přestupu tepla na vnější straně konstrukce [Wm 1 K 1 ] součinitel tepelné vodivosti i té vrstvy λ i SOUČINITEL PROSTUPU TEPLA

11 Akustická funkce význam plošné hmotnosti z hlediska vzduchové neprůzvučnosti konstrukce Stavební index vzduchové neprůzvučnosti (ČSN ): Chráněná místnost Hlučná (vysílací) (y místnost R w w obytná místnost bytu ostatní místnosti téhož bytu 42 db obytné místnosti druhých bytů / domů schodiště, chodby hlučné provozy Protipožární funkce Minimální požadovaná požární odolnost stěn v minutách: 53 db / 57 db 52 db db Stupeň požár. bezpečnosti požárního úseku I II III IV V VI VII požární stěna v podzemním podlaží požární stěna v nadzemním podlaží požární stěna v posledním nadzemním podlaží AKUSTICKÁ A PROTIPOŽÁRNÍ FUNKCE

12 TECHNOLOGICKÉ VARIANTY PRINCIPY KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ

13 Zděné konstrukce PRVEK PRO ZDĚNÍ + MALTA + VAZBA ZDIVA = ZDĚNÁ KONSTRUKCE druhy malt vápenné malty, vápenocementové malty, cementové malty hliněná, lepidla, PUR pěna vazba zdiva TECHNOLOGICKÉ VARIANTY PRINCIPY KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ

14 Vazby zdiva SVISLÉ KONSTRUKCE Z CIHELNÝCH MATERIÁLŮ

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

16

17

18 Vyztužené zdivo příčné vyztužení tlačeného prvku vrstvené vyztužené konstrukce (v ložných spárách) vyztužení železobetonovými sloupky v dutinách zdicích prvků TECHNOLOGICKÉ VARIANTY PRINCIPY KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ

19 příčné vyztužení tlačených prvků TECHNOLOGICKÉ VARIANTY PRINCIPY KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ

20 vyztužení železobetonovými sloupky v dutinách zdících prvků TECHNOLOGICKÉ VARIANTY PRINCIPY KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ

21 Monolitické konstrukce bednění systémové bednění Výhody: tvarová a konstrukční variabilita rychlost výstavby Nevýhody: mokrý proces, klimatická omezení reologické změny betonu technologická náročnost ztracené bednění Výhody: tvarová a konstrukční variabilita Nevýhody: mokrý proces, klimatická omezení reologické změny betonu TECHNOLOGICKÉ VARIANTY PRINCIPY KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ

22

23

24 Prefabrikované konstrukce princip stykování požadavky žd na styky Výhody: rychlost výstavby eliminování reologických změn omezení mokrého procesu na stavbě Nevýhody: tvarová a modulová omezení nutná átechnologická vyspělost tdodavateled TECHNOLOGICKÉ VARIANTY PRINCIPY KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ

25

26

27 Prefa monolitické konstrukce stěn Výhody: rychlost výstavby redukce vyztužování na stavbě prefabrikovaná část tvoří ztracené bednění Nevýhody: tvarová a modulová omezení nutná technologická vyspělost dodavatele nosné až po zmonolitnění TECHNOLOGICKÉ VARIANTY PRINCIPY KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ

28 Stěny z gabionů TECHNOLOGICKÉ VARIANTY PRINCIPY KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ

29 Ztužující věnce a kleštiny funkce k zachycení tahových hsil od účinků: nerovnoměrného sedání různého zatížení a tím normálového stlačení k zajištění horizontální tuhosti budovy k zajištění stability svislých konstrukcí zední kleštiny TECHNOLOGICKÉ VARIANTY PRINCIPY KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ

30 ztužující železobetonové věnce TECHNOLOGICKÉ VARIANTY PRINCIPY KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ

31 zálivková výztuž TECHNOLOGICKÉ VARIANTY PRINCIPY KONSTRUKČNÍHO ŘEŠENÍ