Přednáška 2 Požadavky, modul, konstr. systémy

Transkript

1 BH02 Nauka o pozemních stavbách Přednáška 2 Požadavky, modul, konstr. systémy Přednášející: Ing. Radim Kolář, Ph.D Modulová koordinace Konstrukční prvky nosných systémů Konstrukční systémy Konstrukční principy uspořádání svislých nosných konstrukcí Ústav pozemního stavitelství 1

2 ZÁKLADNÍ POŽADAVKY NA STAVBY Základní požadavky dle vyhl. č. 268/2009 Sb., 8 Stavba musí být navržena a provedena tak, aby byla při respektování hospodárnosti vhodná pro určené využití a aby současně splnila základní požadavky, kterými jsou: mechanická odolnost a stabilita požární bezpečnost (Vyhláška č. 23/2008 Sb., o technických podmínkách požární ochrany staveb) ochrana zdraví osob a zvířat, zdravých životních podmínek a životního prostředí (Zákon č. 258/2000 Sb., o ochraně veřejného zdraví) ochrana proti hluku (Nařízení vlády č. 148/2006 Sb., o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací) bezpečnost při užívání (Zákon 309/2006 Sb. kterým se upravují další požadavky bezpečnosti a ochrany zdraví) úspora energie a tepelná ochrana (Zákon č. 406/2000 Sb., o hospodaření energií) Ústav pozemního stavitelství 2

3 DALŠÍ POŽADAVKY NA STAVBY Další obecné požadavky o Architektonické a urbanistické požadavky o Provozní požadavky o Environmentální požadavky o Technologické požadavky o Požadavky na pohodu vnitřního prostředí o Odolnost konstrukce vůči vnějším vlivům o Ekonomické požadavky o Požadavky na stavební konstrukce a technická zařízení budov ZVLÁŠTNÍ POŽADAVKY NA STAVBY Zvláštní požadavky na jednotlivé druhy staveb Vyhláška č. 268/2009 Sb. o technických požadavcích na stavby, část šestá: o Bytové domy o Rodinné domy a stavby pro rodinnou rekreaci o Stavby se shromažďovacím prostorem o Stavby pro obchod o Stavby ubytovacích zařízení a provozoven stravovacích služeb o Stavby pro výrobu a skladování o Garáže o Servisy a opravny motorových vozidel, čerpací stanice pohonných hmot o Stavby škol, předškolních, školských a tělovýchovných zařízení o Stavby pro hospodářská zvířata o Doprovodné stavby pro hospodářská zvířata o Stavby pro posklizňovou úpravu a skladování produktů rostlinné výroby o Stavby pro skladování minerálních hnojiv o Stavby pro skladování přípravků a prostředků na ochranu rostlin Ústav pozemního stavitelství 3

4 ZVLÁŠTNÍ POŽADAVKY NA STAVBY Zvláštní požadavky na jednotlivé druhy staveb Vyhláška č. 238/2011 Sb. o stanovení hygienických požadavků na koupaliště, sauny a hygienické limity písku v pískovištích venkovních hracích ploch. Vyhláška č. 221/2010 Sb. o požadavcích na věcné a technické vybavení zdravotnických zařízení Vyhláška č. 410/2005 Sb. o hygienickýchpožadavcích na prostory a provoz zařízení a provozoven pro výchovu a vzdělávání dětí a mladistvých Nařízení vlády č. 361/2007 Sb. kterým se stanoví podmínky ochrany zdraví při práci Nařízení vlády č. 101/2005 Sb. o podrobnějších požadavcích na pracoviště a pracovní prostředí MECHANICKÁ ODOLNOST A STABILITA Požadavky dle vyhl. 268/2009 Sb., 9 Stavba musí být navržena a provedena tak, aby účinky zatížení a nepříznivé vlivy prostředí, nemohly způsobit: náhlé nebo postupné zřícení, popřípadě jiné destruktivní poškození kterékoliv její části nebo přilehlé stavby nepřípustné přetvoření nebo kmitání konstrukce poškození nebo ohrožení provozuschopnosti připojených technických zařízení v důsledku deformace nosné konstrukce poškození staveb vlivem nepříznivých účinků podzemních vod zvláštní požadavky u staveb v záplavovém území Ústav pozemního stavitelství 4

5 POŽÁRNÍ BEZPEČNOST Cíle, posuzování ČSN 73 08XX Požární bezpečnost staveb Posuzuje se zejména: požární odolnost stavebních konstrukcí parametry únikových cest a evakuace osob odstupovévzdálenosti vybavení stavby požárně bezpečnostním zařízením, atd. Cílem je: zachování nosnosti a stability konstrukce po určitou dobu omezit šíření požáru ve stavbě zamezit šíření požáru na sousední stavby umožnit evakuaci osob, zvířat a majetku umožnit bezpečný zásah hasičských jednotek POŽÁRNÍ BEZPEČNOST Požární odolnost stavebních konstrukcí požární odolnost je doba v minutách, po kterou je konstrukce schopna odolávat účinkům požáru, aniž by došlo k porušení její funkce požadovanápožární odolnost: 15, 30, 45, 60, 90, 120 nebo 180 minut stanovíme z ČSN podle požadavků na danou konstrukci. skutečnoupožární odolnost vyhledáme dle ČSN, z podkladů od výrobce nebo výpočtem. Skutečná požární odolnost konstrukce musí být větší, nebo rovna požadované. Dělení konstrukčního systému objektu DP1.. konstrukční systém nehořlavý (zděný, betonový,...) DP2.. konstrukční systém smíšený (zděný + dřevo) DP3.. konstrukční systém hořlavý (dřevěný) Ústav pozemního stavitelství 5

6 OCHRANA OSOB, ZDRAVÍ A ŽP Ochrana zdraví osob a zvířat, zdravých životních podmínek a životního prostředí požadavky na mikroklimatické podmínky vnitřního prostředí staveb teplota, vlhkost, proudění vzduchu osvětlení a oslunění větrání přímé nebo nucené hygienické limity chemických látek a prachu limity výskytu mikroorganismů limity výskytu roztočů požadavky na vodu požadavky na ubytovací služby a stravovací služby požadavky na prostory a provoz škol, předškolních a školských zařízení požadavky koupaliště, bazény a sauny Plíseň v bytě. Zdroj: autor Roztoč. Zdroj: Bazénová hala. Zdroj: OCHRANA PROTI HLUKU Požadavky Stavba musí odolávat škodlivému působení vlivu hluku a vibrací. Stavba musí zajišťovat, aby hluk a vibrace působící na lidi a zvířata byly na takové úrovni, která neohrožuje zdraví, zaručí noční klid a je vyhovující pro obytné a pracovní prostředí, a to i na sousedících pozemcích a stavbách. Vzduchová neprůzvučnost Kročejová neprůzvučnost Ochrana osob před hlukem ve vnitřním prostředí Doba dozvuku Legislativa Nařízení vlády č. 148/2006 Sb., o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací ČSN Akustika -Ochrana proti hluku v budovách a souvisící akustické vlastnosti stavebních výrobků Požadavky Zdroj: Zdroj: Ústav pozemního stavitelství 6

7 OCHRANA PROTI HLUKU Vzduchová neprůzvučnost (dle ČSN :2010) u svislých a vodorovných konstrukcí odolnost konstrukce proti přenosu zvuku mezi dvěma oddělenými prostory Norma udává: R W,N vážená stavební vzduchová neprůzvučnost Výrobce udává: R W vážená laboratorní vzduchová neprůzvučnost Výpočet: R W = R W k (výpočtová korekce) R W,N R W [db] Příklady 25 cm betonu: R w = 61 db 30 cm z CP: R w = 54 db SDK příčka, 3x opláštěná: R w = 58 db 30 AKU: R w = 56 db 44P+D: R w = 49 db OCHRANA PROTI HLUKU Kročejová neprůzvučnost u horizontálních konstrukcí izoluje proti hluku způsobeném chůzí, údery a pády předmětů, posunování nábytku, apod. Kladení pružné podložky do podlahy. Zroj: img.ceskyinternet.cz Pružné oddělení svislé konstrukce a podlahy. Zdroj: Ústav pozemního stavitelství 7

8 OCHRANA PROTI HLUKU Ochrana osob před hlukem ve vnitřním prostředí (dle N. V. č. 148/2006 Sb., o ochraně zdraví před nepříznivými účinky hluku a vibrací) vdenní době (6:00 22:00) nesmí vážená hladina akustického tlaku zvuku L A,max uvnitř obytného prostoru překročit 40 db vnoci (22:00 6:00) nesmí překročit 30 db. Hladina akustického tlaku od různých zdrojů a jeho účinky Zdroj: isover.cz BEZPEČNOST PŘI UŽÍVÁNÍ Požadavek zajištění bezpečnosti při užívání staveb je zabránit fyzickému zranění vznikajícího z různých důvodů pro osoby uvnitř nebo v blízkosti stavby. Tato rizika se v zásadě týkají: uklouznutí pádů nárazů popálení zásahu elektrickým proudem výbuchů nehod způsobených pohybujícími se vozidly Ústav pozemního stavitelství 8

9 BEZPEČNOST PŘI UŽÍVÁNÍ Příklady hlavní domovní komunikace musí umožňovat přepravu předmětů rozměrů mm součinitel smykového tření (pro podlahy a schodiště) bytových a pobytových místností nejméně 0,3 u veřejně užívaných staveb nejméně 0,6. označení prvního a posledního stupně schodiště nejmenší dovolená výška zábradlí (základní výška 1000 mm) označení únikových cest ÚSPORA ENERGIE A OCHRANA TEPLA Požadavky na jednotlivé konstrukce ČSN , část 1 4 Tepelná ochrana budov součinitel prostupu tepla U nejnižší vnitřní povrchová teplota konstrukce zkondenzované množství vodní páry v konstrukci Požadavky na celý objekt Vyhláška č. 148/2007 Sb. o energetické náročnosti budov Stavebník nebo vlastník budovy musí zajistit splnění požadavků na energe]ckou náročnost budovy dokládá se průkazem energetické náročnosti budovy (PENB), při: výstavbě nových budov při změnách dokončených budov (s podlahovou plochou nad 1000 m 2 ) Ústav pozemního stavitelství 9

10 ÚSPORA ENERGIE A OCHRANA TEPLA Účel dosažení energetických úspor snížení emisí CO 2 dosažení finančních úspor dosažen přijatelné tepelné pohody v místnosti, či celém objektu ÚSPORA ENERGIE A OCHRANA TEPLA Příklad Skladba konstrukce Součinitel tepelné vodivosti λ [W/m2.K] Součinitel prostupu tepla U Normový požadavek: U N = 0,38 W.m 2.K 1 železobetonová stěna tl. 450 mm stěna z plných cihel na tl. 450 mm stěna ztvárnic THERM na tl. 450 mm stěna z porobetonových tvárnic na tl. 450 mm stěna ztepelné izolace z polystyrenu v tl. 450 mm 1,58 2,20 0,86 1,44 0,175 0,37 0,150 0,31 0,040 0,09 Ústav pozemního stavitelství 10

11 Modulová koordinace MODULOVÁ KOORDINACE ČSN :1989 Modulová koordinace rozměrů ve výstavbě Základní ustanovení Modulová koordinace ve výstavbě je definována jako vzájemná koordinace rozměrů stavebních objektů, prvků, dílců a výrobků. Modulovou koordinací (rozměrovým sjednocením) se snažíme dosáhnout stavu, kdy jednotlivé výrobky (případně prvky nebo dílce) jsou mezi sebou sestavitelné a zaměnitelné. Důležité si je uvědomit, že každý stavební prvek (výrobek) má jeho vlastní modul. Rozměrová a modulová koordinace sjednocování rozměrů stavebních prvků a konstrukcí zajištění rozměrové a tvarové skladebnosti, vzájemné zaměnitelnosti výrobků, dílců, prvků; vede k hospodárnosti výroby, tj. zmenšení druhovosti výrobků; vede ke snížení finančních nákladů Modulová koordinace Ústav pozemního stavitelství 11

12 MODULOVÁ KOORDINACE MODUL = Délková míra o Základní modul: M=100mm o Odvozené moduly: Mo Zvětšené moduly: 6M (600mm), 9M(900mm), 12M(1200mm) Zmenšené moduly: 1/2M= 50 mm, 1/10M= 10mm, 1/100M= 1mm Rozměry ve stavebnictví o o o Rozměry koordinační teoretické rozměry prvku v modulových rozměrech.(tj. s uvažováním příslušné části spáry) Rozměry základní teoretický rozměr prvku předepsaný pro výrobu z předpokladu nulové tolerance. Rozměr skutečný rozměr vyrobeného prvku lišící se odchylkou od základního rozměru,např. vlivem nepřesnosti při výrobě prvků (např. cihel) Modulová koordinace MODULOVÁ KOORDINACE Cihla plná pálená Základní rozměr cihly(výrobní) : mm Koordinační rozměr cihly: mm Modulová koordinace Ústav pozemního stavitelství 12

13 MODULOVÁ KOORDINACE Vliv modulové koordinace na projektovou dokumentaci Rozměrová koordinace je základem pro kótování v projektové dokumentaci kótujeme v koordinačních rozměrech. Pouze výkresydetailů a výrobních výkresůkreslíme v základních rozměrech. Modulová koordinace tedy: tvoří podklad pro dimenzování budov, stavebních dílců a prvků; pečlivé a promyšlené projektování minimalizuje nutnost řezat či jinak upravovat jednotlivé prvky. Modulová koordinace MODULOVÁ KOORDINACE Do výkresů dále zanášíme tzv. vztažné přímky, ke kterým se vztahují koordinační modulové rozměry prvku (stěny, sloupu, stropu aj.). Modulová koordinace Ústav pozemního stavitelství 13

14 MODULOVÁ KOORDINACE Ve výkresech se nám objeví přímky, ke kterým budeme vztahovat koordinační modulový rozměr prvku (stropu či stěny, sloupu). Tyto přímky se nazývají vztažné přímky. Modulová koordinace MODULOVÁ KOORDINACE Schéma objektu s vztažnými přímkami půdorysné osnovy na osu nosné konstrukce (p vztažné přímky, a, b, b1 půdorysné koordinační rozměry, t koordinační rozměry prvků) Modulová koordinace Ústav pozemního stavitelství 14

15 MODULOVÁ KOORDINACE Schéma objektu s přímkami výškové osnovy p' vodorovné přímky výškové osnovy, c výškové koordinační rozměry Modulová koordinace Konstrukční prvky nosných systémů Ústav pozemního stavitelství 15

16 KONSTRUKČNÍ PRVKY NOSNÝCH SYSTÉMŮ Konstrukční prvky svislé stěna sloup, pilíř vodorovné trám deska jiné prvky příhradová konstrukce klenba Vzájemným propojením konstrukčních prvků vytvoříme KONSTRUKČNÍ SYSTÉM Konstrukční systém zajišťuje PROSTOROVOU TUHOSTsystému a tím STABILITUobjektu Prostorovou tuhost systému zajišťují svislé prvky (stěny, sloupy) spojenés vodorovnými prvky (strop, průvlak) Konstrukční prvky nosných systémů SVISLÉ KONSTRUKČNÍ PRVKY PRUTOVÉ sloup, pilíř namáhány převážně tlakem někdy ohybem a smykem, výjimečně kroucením rozměry sloupu: a = c rozměry pilíře: a <c (max. 1:2) b >> a,c c b a Konstrukční prvky nosných systémů Ústav pozemního stavitelství 16

17 SVISLÉ KONSTRUKČNÍ PRVKY PLOŠNÉ stěna namáhána převážně tlakem méně ohybem a smykem v její středové rovině výjimečně může být namáhána tahem, event. kroucením rozměry stěny: a < c a, b >> c c b a Konstrukční prvky nosných systémů VODOROVNÉ KONSTRUKČNÍ PRVKY PRUTOVÉ trám nosníkový prutový prvek převážně namáhaný ohybem, smykem, případně kroucením někdy může být namáhán i normálovým zatížením (tlakem nebo tahem) velikost namáhání podstatně závisí na způsobu podepření (kloubové, posuvné, vetknutí, spojité uložení) Prosté podepření Vetknutí + volný konec Konstrukční prvky nosných systémů Ústav pozemního stavitelství 17

18 VODOROVNÉ KONSTRUKČNÍ PRVKY PLOŠNÉ deska namáhány převážně ohybem a smykem vrovinách kolmých krovině desky mohou být podepřeny na dvou stranách nebo na všech čtyřech stranách jednosměrně podepření, obousměrné podepření stejně jako vpřípadě trámu může být deska namáhána i tlakem a tahem Zdroj: Konstrukční prvky nosných systémů JINÉ KONSTRUKČNÍ PRVKY Příhradové konstrukce skládá se zprutových prvků zpravidla kloubově spojených určena pro přenášení především ohybového zatížení dílčí prvky jsou namáhány tahem a tlakem, ohybové namáhání je pouze vpřípadě zatížení prvku mezi styčníky Zdroj: Konstrukční prvky nosných systémů Ústav pozemního stavitelství 18

19 JINÉ KONSTRUKČNÍ PRVKY Klenba plošná prostorová nebo prutováoblouková konstrukce, která vzhledem kexistenci spár mezi dílci není schopná přenášet tahová namáhání. klenba je namáhána tlakem, případně v kombinaci s malým ohybem. Zdroj: Konstrukční prvky nosných systémů Konstrukční systémy Ústav pozemního stavitelství 19

20 KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY Podle primární funkce 1. Nosné konstrukce 2. Nenosné (kompletační) konstrukce 3. Konstrukce technického zařízení budov (TZB) 4. Konstrukce funkčního a technologického vybavení Nosné a nenosné stavební konstrukce NOSNÉ přenášejí veškeré zatížení působící na objekt přes základy do základové půdy NENOSNÉ přenášejí pouze vlastní tíhu. Mají funkci dělicí nebo izolační (příčky, nenosné obvodové pláště, výplně otvorů, ) Konstrukční systémy 1. NOSNÉ KONSTRUKCE Základy přenášejí zatížení, od ostatních na ně působících konstrukcí, do základové půdy. Svislé nosné konstrukce přenášejí zatížení od vodorovných a střešních konstrukcí do základů. Další funkce ochrana proti povětrnosti, teplu, chladu, dešti, architektonický výraz, Vodorovné nosné konstrukce přenášejí zatížení stálé a nahodilé do svislých k-cí, tepelná, zvuková izolace, architektonický výraz, odolnost proti ohni. Konstrukce spojující různé úrovně umožňuje komunikační spojení mezi různými výškovými úrovněmi Nosné konstrukce střech ukončuje stavební k-ci, chrání objekt před nepříznivými vlivy, architektonický výraz. Konstrukční systémy Ústav pozemního stavitelství 20

21 2. NENOSNÉ (KOMPLETAČNÍ) KONSTRUKCE Funkce převážně obalové a dělící obvodové pláště střešní pláště příčky podlahy podhledy výplně otvorů povrchové úpravy zábradlí, apod. Zavěšený obklad, tepelná izolace, nosná konstrukce. (zdroj: Skladba šikmé střechy. Zdroj: Zdroj: Střešní plášť ploché střechy. Zdroj: Konstrukční systémy 3. KONSTRUKCE TZB sanitární instalace (vodovod, kanalizace) vytápění vzduchotechnika elektroinstalace rozvody plynu Zdroj: Zdroj: Zdroj: Konstrukční systémy Zdroj: Ústav pozemního stavitelství 21

22 4. FUNKČNÍ A TECHNOLOGICKÉ VYBAVENÍ interiérové vybavení (výrobní zařízení, zařízení pro dopravu a skladování) exteriérové vybavení Zdroj: Zdroj: Zdroj: Zdroj: Konstrukční systémy Konstrukční principy uspořádání svislých nosných konstrukcí Ústav pozemního stavitelství 22

23 KONSTRUKČNÍ PRINCIPY STAVEB Konstrukční systémy vytvářejí strukturu zajišťující požadovanou odolnost vůči zatížením působícím na budovu během její životnosti. Konstrukční systém vzniká propojením svislých a vodorovných nosných prvků. Dělení dle uspořádání svislých nosných konstrukcí přehled Stěnový: Skeletový: Kombinovaný: Podélný: Příčný: Obousměrný: (kombinovaný) Konstrukční principy KONSTRUKČNÍ PRINCIPY STAVEB Systém stěnový podélný Ztužující schodišťové stěny Ztužující stěny Nenosné stěny Nosné stěny Konstrukční principy Ústav pozemního stavitelství 23

24 KONSTRUKČNÍ PRINCIPY STAVEB Systém stěnový příčný Ztužující stěna Konstrukční principy KONSTRUKČNÍ PRINCIPY STAVEB Systém stěnový kombinovaný (obousměrný) Konstrukční principy Ústav pozemního stavitelství 24

25 KONSTRUKČNÍ PRINCIPY STAVEB Systém sloupový podélný Ztužující stěny Konstrukční principy KONSTRUKČNÍ PRINCIPY STAVEB Systém sloupový příčný Ztužující stěny Konstrukční principy Ústav pozemního stavitelství 25

26 KONSTRUKČNÍ PRINCIPY STAVEB Systém sloupový kombinovaný (obousměrný) Konstrukční principy KONSTRUKČNÍ PRINCIPY STAVEB Systém kombinovaný podélný Konstrukční principy Ústav pozemního stavitelství 26

27 KONSTRUKČNÍ PRINCIPY STAVEB Systém kombinovaný příčný Konstrukční principy KONSTRUKČNÍ PRINCIPY STAVEB Systém kombinovaný obousměrný Konstrukční principy Ústav pozemního stavitelství 27

28 Děkuji za pozornost. Na shledanou! Ústav pozemního stavitelství 28