Konstrukční systém - rozdělení

Transkript

1 Skeletové konstrukční systémy Konstrukční systém je celek složený z : a) Nosných konstrukcí b) Kompletačních konstrukcí (nenosných) c) Technického zařízení (vodovod, kanalizace, vytápění, větrání..) d) Funkčního a technologického vybavení KONSTRUKČNÍ SYSTÉM musí splňovat základní požadavky, na jejichž základě se navrhuje a dimenzují: 1. mechanická odolnost a stabilita, 2. požární bezpečnost, 3. ochrana zdravých životních podmínek a životního prostředí, 4. ochrana proti hluku a vibracím, 5. bezpečnost při užívání, 6. úspora energie a ochrana tepla, 7. ekonomické 8. architektonické atd. Nosné konstrukce tedy musí především bezpečně přenést veškerá zatížení působící na konstrukce a tím na celý objekt do základové půdy. Stabilita Prostorová tuhost Vzájemným propojením konstrukčních prvků (stěna či i sloup, strop, základ) z vytvoříme KONSTRUKČNÍ SYSTÉM. Vhodnou volbou KS zajistíme STABILITU objektu jako celku. STABILITA stavebního objektu je tedy schopnost konstrukcí vzdorovat vnější ším účinkům zatížen ení (stálá+nahodil +nahodilá+mimořádná), aniž při i tom dojde k nepřípustným pustným deformacím m (změně tvaru) objektu nebo poklesu objektu. Rozhodujícím kritériem riem (měř ěřítkem) stability je PROSTOROVÁ TUHOST systému. Prostorovou tuhost systému zajišťuj ují nosné svislé prvky (stěny, sloupy) spojené s vodorovnými prvky (strop, průvlak) a ztužuj ující konstrukce. Dle spoje vytváříme prostorově - tuhý celek - netuhý celek REDUKCE TUHOSTI vazeb při i velkých objemových změnách dilatační spáry - nestejný pokles základových z konstrukcí posuvné spáry 1

2 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) KS dle uspořádání svislých nosných prvků Podélný Příčný Obousměrný SKELETOVÉ KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY Dělení dle materiálu: - kovové - dřevěné - betonové - kombinované. - monolitické, - montované, - prefamonolitické, Dělení dle tvaru vodorovných nosných prvků: - rámové (průvlakov vlakové) - hlavicové - deskové - kombinované. 2

3 SKELETOVÉ KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY - prvky skeletového (sloupového) KS Typy skeletových KS Rámový skelet Hlavicový skelet Deskový skelet Kombinovaný skelet 3

4 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) Typy rámových systémů 4

5 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. Pásy s různým vyztužením 5

6 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. Pásy s různým vyztužením 6

7 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. 1. Betonové monolitické skeletové systémy - monolitická konstrukce vhodné přizpůsobení k-čního systému funkčním a statickým požadavk adavkům, - variabilita řešení k-čního systému, - sloupy různých r tvarů,, umíst stěny pravidelně i nepravidelně, - obvykle využit ití systémov mového bednění jednoduchost bednění, - výhoda celistvost najednou betonovaných částí konstrukce = efektivní redistribuce vnitřních sil v konstrukci, - tuhost styků = vyšší odpor vůčv ůči i zatížen ení, - skelety rámovr mové (průvlakov vlakové), deskové a hřibovh ibové. 7

8 Bednění stropních desek Bednění sloupů Příklady monolitických skeletů 8

9 2. Betonové montované skeletové systémy - technologicky výhodné možnost výroby prvků v lepší ších podmínk nkách než poskytuje staveniště, - nevýhody řešení styků (mnohdy problematické), - styky - přenáší namáhání od zatížen ení, - u obvodových stěn ochrana proti větru v a vodě, - přenos zatížen ení tlaková namáhání zálivkový beton ve styku, - tahová namáhání stykovací výztuž, - použit ití tyčových prvků (sloupy, průvlaky vlaky ), - 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 9

10 10

11 3. Betonové prefamonolitické skeletové systémy - spojení obou základnz kladních technologických postupů montované a monolitické části skeletové konstrukce, - snaha přizpp izpůsobit dimenze monolitických prvků požadavk adavkům, které se obtížně plní konstrukcemi prefabrikovanými, - důležité je správn vně provést spoj mezi montovanou a monolitickou částí stykové plochy prefabrikátů vhodně upraveny (vyčnívaj vající výztuž,, tvarování) Příklady: - prefabrikované hlavice ze značně vyztužen eného betonu + monolitická stropní deska, - prefa stropní panely (ztracené bednění) ) + monolitická deska = filigránov nové spřažen ené stropy, - kombinace prefabrikovaných a monolitických sloupů. - skelety rámovr mové (průvlakov vlakové), deskové a hřibovh ibové. Prefamonolitické stropy - filigránov nové 4. 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 vůčv ůči i vodorovnému zatížen ení a excentricky působp sobícím silám = > u vícepodlav cepodlažních ch budov nutno sloupy spřahovat pro zvýšen ení ohybové tuhosti celého systému, - kovové sloupy výrazné zmenšen ení profilů sloupů, - menší ohybová tuhost = většív deformace např.. od účinku větru v => nutno brát t v úvahu u kompletačních konstrukcí, - prvky skeletu - profily I a U, případnp padně spojení více profilů dohromady (svařen ením, spoji šroubovými nebo nýtovými), - sloupy a průvlaky = rámovr mová konstrukce, - styčníky spoje svařen ením (na staveništi ti problém s kvalitou svarů), - spoje mechanické šrouby, nýty (dříve), - šroubové spoje = menší tuhost => = nutno doplnit k-cik příhradovými ztužidly (diagonáln lní prvky), - skelety rámovr mové (průvlakov vlakové) 11

12 4. Kovové skeletové systémy - nevýhody - výhody - menší ohybová tuhost, - malá požárn rní odolnost - nutno použít t ochranné nátěry (samozp( samozpěňující), obklady, omítky, - destrukce prvků korozí nutno konstrukci po dobu její životnosti chránit, případnp padně navrhnout většív profily, - menší staveništn tní pracnost oproti zděným nebo monolitickým konstrukcím, - odpadají technologické přestávky, - menší profily prvků (oproti zděným nebo betonovým), - více volně využiteln itelné půdorysné plochy, - konstrukce na většív rozpětí. 5. DřevD evěné skeletové systémy - podobná pevnost v tlaku a tahu jako u betonových prvků = vhodné pro sloupové nosné systémy, - hořlavost omezené využit ití pro vícepodlav cepodlažní budovy, -časté využit ití pro rodinné domy a případnp padně bytové domy, - opláš áštění sloupové konstrukce dřevem, d sádrokartonem s nebo deskami na bázi b dřeva d (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; 12

13 Skladby konstrukcí dřevěného skeletového domu Obvodová stěna 13

14 Skladby konstrukcí dřevěného skeletového domu -Stropní konstrukce - trámový strop; těžká plovoucí podlaha, podhled. 14