SKELETOVÉ KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY

Transkript

1 Pozemní stavitelství SKELETOVÉ KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY Ing. Jana Pexová 01/2009

2 Doporučená a použitá literatura Normy ČSN: ČSN Obytné budovy ČSN EN ( ) Zatížení stavebních konstrukcí Vyhlášky: vyhláška MMR č.137/1998 Sb. O obecných technických požadavcích na výstavbu www stránky: *w2) www. prefa.cz *w11) *w13) *w35) *w36)

3 Konstrukční systém - rozdělení dle zvolených svislých nosných konstrukcí: A. Stěnové B. Skeletové (sloupové) - B.1 rámové (průvlakové) - B.2 hlavicové (hřibové) - B.3 deskové (bezprůvlakové) C. Kombinované - stěnové a skeletové D. Superkonstrukce (zvláštní systém) E. Jednopodlažní halové KS (strop tvoří střechu objektu) dle uspořádání svislých nosných konstrukcí: 1. Podélné 2. Příčné 3. Obousměrné (kombinované)

4 KS dle uspořádání svislých nosných prvků Podélný Příčný Obousměrný

5 SKELETOVÉ KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY Dělení dle materiálu: - kovové - dřevěné - betonové - kombinované. - monolitické, - montované, - prefamonolitické, Dělení dle tvaru vodorovných nosných prvků: 1.rámové (průvlakové) 2.hlavicové 3.deskové 4.kombinované.

6 - prvky skeletového (sloupového) KS

7 Typy skeletových KS

8 Rámový skelet Hlavicový skelet Deskový skelet Kombinovaný skelet

9 1. Rámové skelety - sloupy (stojky, rámové stojky) + průvlaky (příčel, rámová příčel) = RÁM (rámová konstrukce), který zajišťuje stabilitu budovy - stropní deska je podepřená průvlaky -zvýšení tuhosti (ohybové tuhosti) rámového systému => ztužující stěny (štítová stěna, vnitřní jádro apod., betonové či cihelné). Jejich rozmístění v půdoryse musí být souměrné. Přenášení účinků zatížení (tzn. uspořádání rámů): - příčné (dobrá tuhost, variabilnost členění fasády, komplikace při provádění instalací) výška budovy větší než 2 x šířka (5 až 6 podlaží) - podélné (snadné provedení instalací, omezení variability fasády, rámy zastiňují místnosti = menší výška okenních pásů) - rozpon 4,5 6 m, výška budovy max. 2 x šířka (2 až 4 podlaží) - obousměrné (velmi vysoká tuhost, budovy nepříznivě namáhané obzvláště výškové)

10 Typy rámových systémů

11 2. Hlavicové skelety - rozpon 6 až 9 m - průvlaky jsou redukovány do silně vyztužených prvků hlavic, uložených na sloupech - zatížení stropní konstrukce je přenášeno prostřednictvím těchto hlavic do sloupů - hlavice zabraňují propíchnutí desky sloupem a zkracují rozpětí desky tzn. menší průhyby desky - tvar hlavice je pravoúhlý, kruhový, mnohoúhelníkový. Výhoda vysoká únosnost (pro objekty skladování a výroby). Nevýhoda obtížné provádění instalací, které hlavicí nesmí procházet.

12 Pásy s různým vyztužením

13

14 3. Deskové skelety (bezprůvlakový) - rozpon do 6 m - zatížení je ze stropu přenášeno přímo do sloupů formou skrytých průvlaků tzv. bodově podepřená deska - v místě desky nad sloupem vyšší % vyztužení proti propíchnutí. Výhody jednoduché provádění bednění a vyztužení, rovný podhled, snadný rozvod instalací, dispoziční variabilita. Nevýhody malá tuhost systému - používají se v budovách s malým užitným zatížením.

15 Pásy s různým vyztužením

16

17 Redukce tuhosti Mezi prvky KS v případě, že není vysoká tuhost žádoucí provádíme: - dilatační spáry značné objemové změny vyvolané kolísáním teploty a vlhkosti, - posuvné spáry nestejným pokles základových konstrukcí.

18 A. Betonové monolitické skeletové systémy - monolitická konstrukce vhodné přizpůsobení k-čníhok systému funkčním a statickým požadavkům, - variabilita řešení k-čníhok systému, - sloupy různých tvarů, umístěny pravidelně i nepravidelně, - obvykle využití systémového bednění jednoduchost bednění, - výhoda celistvost najednou betonovaných částí konstrukce = efektivní redistribuce vnitřních sil v konstrukci, - tuhost styků = vyšší odpor vůči zatížení, - skelety rámové (průvlakové), deskové a hřibové.

19 Bednění stropních desek *w11)

20 Bednění sloupů *w11)

21 Příklady monolitických skeletů *w11) *w13)

22 B. Betonové montované skeletové systémy - technologicky výhodné možnost výroby prvků v lepších podmínkách než poskytuje staveniště, - nevýhody řešení styků (mnohdy problematické), - styky - přenáší namáhání od zatížení, - u obvodových stěn ochrana proti větru a vodě, - přenos zatížení tlaková namáhání zálivkový beton ve styku, - tahová namáhání stykovací výztuž, - použití tyčových prvků (sloupy, průvlaky ), - různé výrobnířady rozteče e sloupů,, jiné únosnosti konstrukcí: - skelety lehké rozpětí do 7,2 m; pro menší zatížen ení, - skelety středn ední rozpětí do 9 m; - skelety těžt ěžké rozpon aža do 12 m (použit ití předpjatých stropních panelů); pro velká zatížen ení, - skelety rámovr mové (průvlakov vlakové), deskové (skryté průvlaky), hřibovh ibové

23

24

25 *w2)

26 *w2)

27 *w2)

28 C. Betonové prefamonolitické skeletové systémy - spojení obou základních technologických postupů montované a monolitické části skeletové konstrukce, - snaha přizpůsobit dimenze monolitických prvků požadavkům, které se obtížně plní konstrukcemi prefabrikovanými, - důležité je správně provést spoj mezi montovanou a monolitickou částí stykové plochy prefabrikátů vhodně upraveny (vyčnívající výztuž, tvarování) Příklady: - prefabrikované hlavice ze značně vyztuženého betonu + monolitická stropní deska, - prefa stropní panely (ztracené bednění) + monolitická deska = filigránové spřažené stropy, - kombinace prefabrikovaných a monolitických sloupů. - skelety rámové (průvlakové), deskové a hřibové.

29 Prefamonolitické stropy - filigránové *w2)

30 D. Kovové skeletové systémy - kov - vysoká únosnost v tlaku i tahu => = vhodný materiál l pro vodorovné i svislé nosné konstrukce skeletu, - nízký moment setrvačnosti => = menší odpor vůči vodorovnému zatížení a excentricky působícím silám = > u vícepodlav cepodlažních ch budov nutno sloupy spřahovat pro zvýšen ení ohybové tuhosti celého systému, - kovové sloupy výrazné zmenšení profilů sloupů, - menší ohybová tuhost = větší deformace např. od účinku větru => nutno brát v úvahu u kompletačních konstrukcí, - prvky skeletu - profily I a U, případně spojení více profilů dohromady (svařením, spoji šroubovými nebo nýtovými), - sloupy a průvlaky = rámová konstrukce, - styčníky spoje svařením (na staveništi problém s kvalitou svarů), - spoje mechanické šrouby, nýty (dříve), - šroubové spoje = menší tuhost => = nutno doplnit k-cik příhradovými ztužidly (diagonáln lní prvky), - skelety rámové (průvlakové)

31 - nevýhody - výhody - menší ohybová tuhost, - malá požární odolnost - nutno použít ochranné nátěry (samozpěňující( samozpěňující), obklady, omítky, - destrukce prvků korozí nutno konstrukci po dobu její životnosti chránit, případně navrhnout větší profily, - menší staveništní pracnost oproti zděným nebo monolitickým konstrukcím, - odpadají technologické přestávky, - menší profily prvků (oproti zděným nebo betonovým), - více volně využitelné půdorysné plochy, - konstrukce na větší rozpětí.

32 *w35)

33 E. Dřevěné skeletové systémy - podobná pevnost v tlaku a tahu jako u betonových prvků = vhodné pro sloupové nosné systémy, - hořlavost omezené využití pro vícepodlažní budovy, - časté využití pro rodinné domy a případně bytové domy, - opláštění sloupové konstrukce dřevem, sádrokartonem nebo deskami na bázi dřeva (např. OSB desky) = > vliv na rozmíst stění sloupů,, jsou blízko u sebe (obvykle 625mm), - nízkopodlažní výstavba = malé vodorovné zatížen ení = > poměrn rně subtilní profily sloupů (např.. 60/120mm) Výhody: - vhodné pro nízkoenergetické objekty; - lehká konstrukce, jednoduchá montáž i prefabrikované díly; - rychlost výstavby; - dřevo - přírodní obnovitelný surovina;

34

35

36 Skladby konstrukcí dřevěného skeletového domu Obvodová stěna

37 Skladby konstrukcí dřevěného skeletového domu -Stropní konstrukce - trámový strop; těžká plovoucí podlaha, podhled. *w36)