STAVEBNÍ ÚPRAVY Vestavba podkroví, Komenského 16, Nový Bydžov --- STAVEBNĚ KONSTRUKČNÍ F.1.2 ST 01 TECHNICKÁ ZPRÁVA A STATICKÝ VÝPOČET

Transkript

1 STAVEBNÍ ÚPRAVY Vestavba podkroví, Komenského 16, Nový Bydžov --- F.1.2 TECHNICKÁ ZPRÁVA A STATICKÝ VÝPOČET STAVEBNĚ KONSTRUKČNÍ ST 01

2 OBSAH PODKLADY A POUŽITÉ NORMY... 3 TECHNICKÁ ZPRÁVA Úvod Stavební úpravy... 4 STATICKÝ VÝPOČET Souhrn zatížení Stropní nosník 2.NP Trapézový plech montážní stav Ocelový rám krovu OR Ocelový rám krovu OR Zesílení vaznice 160x180mm VÝKRESY ZÁVĚR Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/2012 2/21

3 TECHNICKÁ ZPRÁVA a STATICKÝ VÝPOČET PODKLADY A POUŽITÉ NORMY Pro navrhování a provádění veškerých konstrukcí projekt pokládá za závazné dodržování relevantních ustanovení českých norem (EN, ČSN), v jejich platném znění. [1] Výkresy v elektronické podobě Ing. Marek (Meridin s.r.o. - 02/2012) [2] ČSN EN 1990 (730002) - Eurokód 0: Zásady navrhování konstrukcí, březen 2004 [3] ČSN EN (730035) - Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - březen 2004 Část 1-1: Obecná zatížení - Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb [4] Program Scia Engineer, SCIA CZ s.r.o., Brno [5] ČSN EN ( ) Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí, Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby, 12/2006 [6] ČSN EN Navrhování betonových konstrukcí [7] ČSN EN (730035) - Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - červen 2005 Část 1-3: Obecná zatížení - Zatížení sněhem [8] ČSN EN (730035) - Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - duben 2007 Část 1-4: Obecná zatížení - Zatížení větrem [9] ČSN EN Navrhování geotechnických konstrukcí [10] Podklady KOVPROF [11] Vlastní zaměření (02/2012) TECHNICKÁ ZPRÁVA Textové přílohy, tj. technické zprávy, statické výpočty apod. jsou nedílnou součástí projektové dokumentace PD a vždy je třeba posoudit jak výkresovou, tak také textovou a rozpočtovou část. Stavbu podle této PD musí provádět odborná firma k tomu způsobilá podle platných zákonů ČSN, norem a případných dalších závazných předpisů. Postup výstavby musí být chronologicky zaznamenán ve stavebním deníku a nejasnosti v dokumentaci je třeba projednat s projektantem a investorem v dostatečném předstihu tak, aby se neplýtvalo s prostředky žádné z účastněných stran. Investor: Jiří Novotný Komenského 16 Nový Bydžov Zpracovatel posudku: Ing. J. Faltus Pavla Hanuše 252, HK Vypracoval: Ing. Jakub Gembal Generální projektant: Akce: Stupeň: Část: Meridin s.r.o. Bří Štefanů 238, HK Stavební úpravy, Vestavba podkroví, Komenského 16, Nový Bydžov PD pro provedení stavby STAVEBNĚ KONSTRUKČNÍ Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/2012 3/21

4 1. Úvod Zpracovaná projektová dokumentace obsahuje návrh nosných konstrukcí spojených se stavebními úpravami podkroví stávajícího objektu v ulici Komenského 16 v Novém Bydžově. Stávající objekt má tři nadzemní podlaží a podkroví. Zastřešení stávajícího objektu valbovou střechou se sklonem 36 a 40. Konstrukční systém je stěnový, stropní konstrukce se předpokládají jako dřevěné trámové. Tento návrh vychází ze stavebního řešení [1]. Objekt je postaven v Novém Bydžově. Nové nosné konstrukce jsou navrženy podle platných norem ČSN EN. Vybraný zhotovitel v rámci své dílenské dokumentace dopracuje případné odlišnosti nebo podobnosti vyplývající z jeho materiálové, výrobkové či technologické základny. Pro lokalitu stavby uvádí EN Zatížení stavebních konstrukcí následující hodnoty klimatického zatížení pro I. sněhovou oblast 0,7 kn/m 2. Užitné zatížení uváženo hodnotou 1,5 kn/m 2 (kat.a-obecně), 4 kn/m 2 (kat.a-terasa). 2. Stavební úpravy Jejich předmětem je vytvoření celoplošně nového stropu v podkroví nad stávajícím dřevěným stropem. Strop bude tvořen ocelovými válcovanými IPE 200 (respektive IPE160), na které se položí trapézový plech TR 50/250/0,63. Ten bude sloužit jako ztracené bednění pro želbet desku o celkové tloušťce 100 mm. Nosníky budou uloženy na stěně na podbetonávce min. 200x200 mm. Ocel nosníků S235. Beton desky C20/25 XC1, výztuž B500A ØR8 po 250 mm do vlny. K hornímu líci celoplošně sítě Sz-KARI 5/150-5/150. Pro uvolnění dispozice podkroví bylo třeba nahradit plné vazby krovu novými ocelovými rámy z profilu HEA 180, 160. Tyto rámy budou vynášet středové vaznice, zajistí tak prostorovou tuhost krovu. Vaznice budou po celé délce zesíleny ocelovým válcovaným nosníkem U160, který se propojí svorníky ø12 mm po 400 mm. Připojení vaznice k rámům pomocí plechu P10 se svorníkem ø14 mm. Rámy budou navařeny na výměny IPE200 ve stropě. V prostoru nové terasy se odstraní vazné trámy, sloupky se nastaví ocelovým svařencem a uloží na stropní nosník IPE200. Veškeré ocelové prvky jsou opatřeny antikorozní úpravou nátěry. Jelikož se jedná o zásah do stávající konstrukce, je třeba postupovat velice obezřetně, sledovat chování konstrukcí při bourání. V případě výskytu neočekávaných skutečností či poruch dodavatel ihned uvědomí projektanta a ten na místě rozhodne o dalším postupu. Veškeré rozměry jsou pouze orientační, před výrobou prvků je třeba provést vlastní zaměření! Pro zajištění bezbarierového vstupu do prostorů podkroví je navržen výtah. Jeho nosná konstrukce je tvořena svařovanými ocelovými jakly TR 120x120x4, TR 120x120x5 a paždíky z ohýbaného plechu U100x50x4. Spodní a horní segment je zavětrován diagonálami Ø 15 mm s napínákem. Tato ocelová kostra je z boku chemicky kotvena ke stávajícímu objektu závitovými tyčemi M20. Založení je řešeno základovou deskou tl. 200 mm opřenou do drážky ve stávajícím zdivu suterénu, na protější straně je deska uložena na pasu. Beton C20/25 XC1, výztuž B500A. Ocel nosné konstrukce výtahu S235. Veškeré ocelové prvky výtahu jsou žárově pozinkovány. Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/2012 4/21

5 STATICKÝ VÝPOČET 1. Souhrn zatížení STÁLÉ ZATÍŽENÍ: [kn/m 2 ] ČSN EN (730035) ZÁSADY NAVRHOVÁNÍ A ZATÍŽENÍ KONSTRUKCÍ, Část 2-1: Zatížení konstrukcí - Objemová tíha, vlastní tíha a užitná zatížení G1: skladba střešního pláště tloušťka γ g 1,k materiál vrstvy/popis [mm] [kn/m 3 ] [kn/m 2 ] krytina skládaná betonová - - 0,80 laťování 40x50 á 320mm + kontralatě 40x60 á 1050m - - 0,10 krov odhad - - 0,20 tepelná izolace ,24 SDK podhled - - 0,25 stálé zatížení celkem: g 1,k = 1,59 [kn/m 2 ] G2: skladba stropu 2.NP - ocelobetonový tloušťka γ g 3,k materiál vrstvy/popis [mm] [kn/m 3 ] [kn/m 2 ] PVC - - 0,1 anhydrid tl. 55mm ,16 EPS tl.40mm 40 1,5 0,06 žlb deska tl. 100mm s trapézem ,4 stálé zatížení celkem: g 2,k = 3,72 [kn/m 2 ] PROMĚNNÉ ZATÍŽENÍ: UŽITNÉ ČSN EN ZÁSADY NAVRHOVÁNÍ A ZATÍŽENÍ KONSTRUKCÍ, Část 2-1: Zatížení konstrukcí - Objemová tíha, vlastní tíha a užitná zatížení Q1: Obytné místnosti - obecně kategorie zatížení: A - obecně A - obecně stanovené použití: plochy pro domácí a obytné činnosti, místnosti obytných budov a domů, místnosti a čekárny v nemocnicích, ložnice hotelů a nocleháren, kuchyně a toalety užitné zatížení celkem: q 1,k = 1,5 [kn/m 2 ] Q 1,k = 1,5 [kn] Poznámka: soustředěné břemeno se uvažuje samostatně a uvažuje se na kterémkoli místě konstrukce na ploše 50x50mm Q2: Terasa kategorie zatížení: A - balkóny A - balkóny stanovené použití: balkóny v obytných domech, nemocnicích, hotelech a nocleháren apod. užitné zatížení celkem: q 2,k = 4 [kn/m 2 ] Q 2,k = 2 [kn] Poznámka: soustředěné břemeno se uvažuje samostatně a uvažuje se na kterémkoli místě konstrukce na ploše 50x50mm Q3: Příčky celoplošně kategorie zatížení: přemístitelné příčky s vl. tíhou < 3,0 kn/m užitné zatížení celkem: q 4,k = 1,2 [kn/m 2 ] Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/2012 5/21

6 NAHODILÉ ZATÍŽENÍ: SNÍH ČSN EN Eurokód 1: ZATÍŽENÍ KONSTRUKCÍ - Část 1-3: Obecná zatížení - Zatížení sněhem POZNÁMKA: Zatížení sněhem je vztaženo na půdorysný průmět střechy, tj. k vodorovné rovině S1: Střecha nad objektem, přístřešek 15 lokalita: Nový Bydžov sněhová oblast: I typ krajiny: normální sklon střechy α 1 = 37 sklon střechy α 2 = 37 charakteristická hodnota zatížení sněhem na zemi s 0,k = 0,7 kn/m 2 součinitel expozice C e = 1,0 součinitel tepla C t = 1,0 tvarový součinitel µ 1(α1)= 0,61 s 1,µ 1(α1),k = µ 1(α1).C e.c t.s 0,k = 0,43 kn/m 2 tvarový součinitel µ 1(α2)= 0,61 s 1,µ 1(α2),k = µ 1(α2).C e.c t.s 0,k = 0,43 kn/m 2 PROMĚNNÉ ZATÍŽENÍ: VÍTR ČSN EN Eurokód 1: ZATÍŽENÍ KONSTRUKCÍ - Část 1-4: Obecná zatížení - Zatížení větrem POZNÁMKA: Zatížení větrem je vztaženo kolmo k povrchu konstrukce S1: SEDLOVÁ STŘECHA NAD OBJEKTEM lokalita: Nový Bydžov větrová oblast: II II kategorie terénu: III h = 17 m výška objektu b = 26,1 m šířka objektu v 0,b = 25,0 m/s výchozí základní rychlost větru d = 11,3 m hloubka objektu c dir = 1,0 součinitel směru větru α = 37 úhel sklonu střechy c season = 1,0 součinitel ročního období v b = 25,0 m/s základní rychlost větru v b =c dir.c season.v 0,b z = 17 m referenční výška ρ = 1,25 kg/m 3 měrná hmotnost vzduchu c e (z) = 2,07 součinitel expozice q b = 391 N/m 2 2 zákl. dynamický tlak větru q b=1/2.ρ.v b PŮDORYS STŘECHY POHLED NA ŠTÍT 5 < α 75 POHLED NA ŠTÍT -45 α< -5 e = 26,1 m c' = 6,525 m f' = 2,61 m g' = 13,05 m směr větru h' = 3,04 m Θ =0 i' = 3,04 m j' = 2,61 m f' c' F g' G c' F h' H j' J i' I b α α h α α h d hodnoty zatížení větrem maximum minimum plocha [m 2 ] oblast F oblast G oblast H oblast I c pe w e,k [kn/m 2 ] plocha [m 2 ] c pe POZNÁMKA: ZÁPORNÉ ZNAMÉNKO ZNAČÍ SÁNÍ VĚTRU, PŘI VÝPOČTU VNITŘNÍCH SIL JSOU V KAŽDÉ OBLASTI UVÁŽENY OBĚ HODNOTY ZATÍŽENÍ VĚTREM w e,k [kn/m 2 ] 0,7 0,565 0,7 0,565 21,32 42,65-0,267-0,215-0,267-0,215 plocha [m 2 ] c pe w e,k [kn/m 2 ] plocha [m 2 ] c pe w e,k [kn/m 2 ] 0,493 0, ,000 99,35 99,35-0,107-0,086-0,307-0,248 plocha [m 2 ] oblast J c pe w e,k [kn/m 2 ] 0 0,000 85,3-0,407-0,328 PŮDORYS STŘECHY e' = 11 m k' = 1 m l' = 3 m m' = 5 m n' = 20 m o' = 3 m p' = 6 m směr větru Θ =90 k' o' K l' L l' L o' K m' M M b n' N N p' p' d hodnoty zatížení větrem POZNÁMKA: plocha [m 2 ] oblast K oblast L oblast M oblast N c pe w e,k [kn/m 2 ] plocha [m 2 ] c pe 3,997-1,259-1,017 3,997-1,639-1,323 31,98-0,847-0, ,7 w e,k [kn/m 2 ] ZÁPORNÉ ZNAMÉNKO ZNAČÍ SÁNÍ VĚTRU plocha [m 2 ] c pe w e,k [kn/m 2 ] plocha [m 2 ] c pe w e,k [kn/m 2 ] -0,5-0,404 Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/2012 6/21

7 2. Stropní nosník 2.NP Navržený průřez IPE200: Wy,pl= 220,6*10 3 mm 3, fy= 235MPa, Avz= 1400 mm 2, Iy= 19,43*10 6 mm 4, G3=0,224 kn/m, L= 5,0m, prostý nosník reprezentuje nejvíce namáhaný prvek pod terasou: z.š.= max 1,06m Charakteristická kombinace stálé+proměnné Návrhová kombinace stálé *1,35+ proměnné*1,5 Charakteristické zatížení překladu fk = (g2,k + q2,k )*zš + G3 = 8,1 kn/m Návrhové zatížení překladu fd = (g2,k *1,35+ q2,k *1,5)*zš + G3 *1,35= 11,6 kn/m Průběhy vnitřních sil na překladu Med= 1/8 * fd * L 2 = 36,3 knm Ved= ½ * fd * L = 29 kn 1.MSÚ: MEd = 36,3 knm < MR,d= Wy*fy= 51,8 knm => vyhoví! VEd= 29 kn < 0,5*VR,d= 0,5*Avz*fy/ 3= 94,98 kn => malý smyk, vyhoví! 2.MSÚ: 5/384*fk*L 4 /(E*Iy)= 16,6mm < L/300 = 16,7mm => vyhoví! 3. Trapézový plech montážní stav TR 50/250/0,63 (G4= 0,1 kn/m 2 ), spojitý nosník 3 pole, vzdálenost podpor max 1,1m. Posudek tabulkou dle [10] Stálé - čerstvý beton 0,07m * 26 kn/m 3 = 1,82 kn/m 2 Proměnné (montážní zvýšené) 1,5 kn/m 2 Charakteristická kombinace stálé + proměnné Návrhová kombinace stálé *1,35+ proměnné *1,5 Charakteristické zatížení stropu fk =(1,82+0,1+1,5)=3,42 kn/m 2 je menší než požadovaná hodnota grk = 3,72kN/m 2 (L/400)=> vyhoví! Návrhové zatížení stropu fd =(1,92*1,35 + 1,5*1,5)= 4,85 kn/m 2 > grd = 4,39kN/m 2 => jelikož je v tabulce min. rozpon 1,5 m, lze konstatovat, že plech vyhoví! Plech je slouží pouze jako ztracené bednění, ohybovou únosnost stropu při provozu zajistí vložená výztuž do každé vlny. 4. Ocelový rám krovu OR1 Navržen z válcovaného průřezu HEA 180, rozpon rámu 10,72m, zš= 3,6m, délka střešní roviny 4,75m (průmět 3,85m), zatížení stanoveno ze zatěžovací plochy Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/2012 7/21

8 Charakteristická kombinace g1,k+sk,1+0,6* w,k Návrhová kombinace g1,k*1,35 + sk,1 *1,5 + 0,6* w,k *1,5 Charakteristické zatížení od vaznice na rám Stálé g1,k * 3,6m * 4,75m = 27,4 kn Sníh s1,k * 3,6m * 3,85m = 6 kn Vítr tlak w1,k * 3,6m * 4,75m = 8,6 kn Vítr sání w1,k * 3,6m * 4,75m = 4,75 kn Zatěžovací stavy Technická zpráva a statický výpočet Zatěžovací stav stálé ostatní; sníh, vítr Vnitřní síly Průběh ohybového momentu [knm] Průběh normálové síly [kn] Průběh posouvající síly [kn] Průběh deformace [mm] Průběh posudku Scia Eng. [-] Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/2012 8/21

9 5. Ocelový rám krovu OR2 Navržen z válcovaného průřezu HEA 160, rozpon rámu 9,15m, zš= 3,7m, délka střešní roviny 4,31m (průmět 3,3m), zatížení stanoveno ze zatěžovací plochy Charakteristická kombinace g1,k+sk,1+0,6* w,k Návrhová kombinace g1,k*1,35 + sk,1 *1,5 + 0,6* w,k *1,5 Charakteristické zatížení od vaznice na rám Stálé g1,k * 3,7m * 4,31m = 25,5 kn Sníh s1,k * 3,7 m * 3,3m = 5,25 kn Vítr tlak w1,k * 3,7m * 4,31m = 8,0 kn Vítr sání w1,k * 3,7m * 4,31m = 4,47 kn Zatěžovací stavy Zatěžovací stav stálé ostatní; sníh, vítr Vnitřní síly Průběh ohybového momentu [knm] Průběh normálové síly [kn] Průběh posouvající síly [kn] Průběh deformace [mm] Průběh posudku Scia Eng. [-] Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/2012 9/21

10 6. Zesílení vaznice 160x180mm Navržena z C24, rozpon = 4,2m (prostý nosník), zš= 4,31m (průmět 3,3m), reprezentant pro nejvíce zatížený prvek. Zesílení navrženo z důvodů odstranění pásků, posunu podpor (sloupky nahrazeny rámy) respektive odstranění plné vazby nároží. Příložka je uvážena po celé délce vaznic. Charakteristická kombinace g1,k+sk,1+0,6* w,k Návrhová kombinace g1,k*1,35 + sk,1 *1,5 + 0,6* w,k *1,5 Charakteristické zatížení na vaznici Stálé ST g1,k * 4,31m = 6,9 kn/m Sníh SN s1,k * 3,3m = 1,42 kn/m Vítr tlak W w1,k * 4,31m = 2,16 kn/m fk= ST + SN + W + G = 10,67 kn/m Návrhové zatížení na vaznici fd= ST*1,35 + SN*1,5 + W*0,9 + G*1,35 = 13,61 kn/m 1.MSÚ: MEd= 1/8* fd*l 2 = 30 knm VEd= ½* fd*l= 28,6 kn Zesílení vaznice ocelovou příložkou vnitřní síly f d := kn m M ed := vaznice 30kN m b := 160mm h := 180mm C24 f m.k := 24MPa γ M := 1.3 k mod := 0.6 f v.k := 2.5 MPa k cr := I dř := 12 b h3 = mm 4 1 W dř := 6 b h2 = mm 3 Návrhová pevnost v ohybu f m.d := f m.k k mod γ M = MPa ocelová příložka U160 f y := 235MPa I o := mm 4 W o := mm 3 I o j := 21 = I dř Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/ /21

11 výsledná ohybová napětí v prvcích 1 M ed σ m.y := = MPa < f 1 + j W m.d = MPa => VYHOVUJE! dř j M ed σ o := = MPa < f 1 + j W y := 235MPa => VYHOVUJE! o svorníky charakteristika spoje dřevo-ocel jednostřižný α := 90 C24 ρ k := 350 kg m 3 svorníky - ocel 8.8 d := 12mm f u.k := 800 MPa f y.k := 640MPa plech t := 7.5mm f u := 360MPa t 1 := 160mm γ M := 1.3 k mod := 0.6 M y.rk := 0.3 f u.k d 2.6 ( ) N M y.rk := mm = kn m f h.0.k := ( d) ρ k f h.0.k := [ ( ) 350] MPa = MPa k 90 := d k 90 := = 1.48 f h.α.k := f h.0.k k 90 sin( α) 2 + cos( α) 2 = MPa minimální rozteče a 1 := ( 4 + cos( α) ) d = m a 2 := a 3.t := 4 d = m max( 7d, 80mm) = m a 4.t := max[ ( sin( α) ) d, 3d] = m a 4.c := 3 d = m Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/ /21

12 únosnost jednoho střihu F v.rk.1 := 0.4 f h.α.k t 1 d = 13.1 kn F v.rk.2 := M y.rk f h.α.k d = 9.1 kn F v.rk := min( F v.rk.1, F v.rk.2 ) = 9.1 kn výsledná únosnost F v.rk.ef := F v.rk F v.rd := F v.rk.ef k mod γ M = 4.2 kn vzdálenost ϕ12 svorníků q o := j 1 + j f d = kn m F v.rd e := = m...volím po 400mm q o Pokud bude styk vaznic mimo podporu (rám), je nutný podrobný posudek svorníku. 2.MSP: Průběh lineární deformace ideálního průřezu [mm] Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/ /21

13 VÝKRESY VÝKRES SKLADBY STROPNÍCH NOSNÍKŮ Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/ /21

14 Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/ /21

15 VÝKRES OCELOVÝCH RÁMŮ (KÓTY NA STŘEDNICI) Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/ /21

16 Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/ /21

17 Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/ /21

18 Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/ /21

19 VÝKRES NOSNÉ KONSTRUKCE VÝTAHU Technická zpráva a statický výpočet Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/ /21

20 Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/ /21

21 ZÁVĚR Nosná konstrukce podkroví je navržena na zatížení podle EN , konstrukce vyhoví. V Hradci Králové dne Ing. Jakub Gembal Vypracoval: Ing. Jakub Gembal 02/ /21