Přednášející: Ing. Zuzana HEJLOVÁ

Transkript

1 NAVRHOVÁNÍ ZDĚNÝCH KONSTRUKCÍ ČSN EN 1996 Přednášející: Ing. Zuzana HEJLOVÁ ing. Zuzana Hejlová

2 NORMY V ČR Soustava národních norem (ČR - ČSNI) Původní soustava ČSN - ČSN (pro Slovensko STN ) Soustava evropských norem (CEN) Převzatá soustava evropských norem - ČSN EN, - STN EN - ČSN ISO EN >> národní předmluva >> základní _ měla by shodná pro všechny státy >> Národní příloha _ národně stanovené parametry _ Volba výpočetních postupů ing. Zuzana Hejlová 2

3 Stav obecné nezávaznosti norem (ČR, státy EU) Dodržení nezávazných národních norem se považuje za důkaz souladu s požadavky právního řádu státu ing. Zuzana Hejlová 3

4 Soustava evropských norem EN 1990 Základy navrhování EN 1991 Zatížení konstrukcí Úroveň 1 EN 1992, EN 1993, EN 1994, EN 1995, EN 1996, EN 1999 EN 1997 Geotechnické navrhování EN 1998 Navrhování s ohledem na odolnost při zemětřesení Úroveň 2 EN Úroveň 3 EN Úroveň ing. Zuzana Hejlová 4

5 Přechod z národních na evropské normy od Zatížení stavebních konstrukcí ČSN = > ČSN EN 1991 Navrhování zděných konstrukcí ČSN = > ČSN EN 1996 Navrhování vodorovných konstrukcí z cihelných tvarovek ČSN = > - Navrhování betonových konstrukcí ČSN = > ČSN EN 1992 Provádění betonových konstrukcí ČSN = > ČSN EN budou vytvořeny tzv. ZBYTKOVÉ normy (harmonizované s EN ) ing. Zuzana Hejlová 5

6 EN 1996 Navrhování zděných konstrukcí Část 1-1: Obecná pravidla pro vyztužené a nevyztužené zděné konstrukce Část 1-2: Navrhování na účinky požáru Část 2: Volba materiálů, konstruování a provádění zdiva Část 3: Zjednodušené metody výpočtu nevyztužených zděných konstrukcí ing. Zuzana Hejlová 6

7 VLASTNOSTI ZDIVA Zdicí prvky Malta Kvalita stavebních prací, dodržování technologických přestávek ing. Zuzana Hejlová 7

8 PŘEVAZBA ZDIVA Zdicí prvky se musí po řadách převazovat tak, aby se stěna chovala jako jeden nosný prvek ing. Zuzana Hejlová 8

9 PŘEVAZBA ZDIVA Vzájemné přesahy bloků nejméně 0,4 x h ; 40 mm Optimální přesah 125 mm, doplňkové cihly ing. Zuzana Hejlová 9

10 SVISLÉ STYČNÉ SPÁRY Vazba P + D Ve výjimečných případech NUTNO PROMALTOVAT SPÁRU NUTNO PROMALTOVAT DOŘEZ SPÁRU NUTNO PROMALTOVAT ing. Zuzana Hejlová 10

11 ing. Zuzana Hejlová 11

12 ing. Zuzana Hejlová 12

13 Klasifikace zdicích prvků KATEGORIE podle úrovně kontroly výroby SKUPINY kategorie I kategorie II podle způsobu a relativního objemu děrování skupina 1 skupina 2 skupina 3 skupina ing. Zuzana Hejlová 14

14 Zdicí prvky skupiny 1, 2, 3 nebo skupiny 4 Základní třídicí znak: podle materiálu použitého k výrobě, podle způsobu děrování a podle podílu děrování k celkové ploše zdicího prvku ing. Zuzana Hejlová 15

15 ing. Zuzana Hejlová 16

16 Technická příručka HELUZ V současné době TP ze září 2009 _ připravujeme nové vydání ing. Zuzana Hejlová 17

17 Vlastnosti zdicích prvků pevnost v tlaku Výchozí pevností v tlaku je průměrná pevnost v tlaku f u P8 P10 P15 Určuje se pevnostními zkouškami ČSN EN a slouží pro prokázání shody se specifikací ing. Zuzana Hejlová 18

18 Pevností v tlaku zdicích prvků pro potřeby navrhování je normalizovaná pevnost v tlaku f b f =δ.η.f b f u hodnota vypočtená konverzí pevnosti v tlaku postupem uvedeným v normě EN ing. Zuzana Hejlová 19

19 Součinitel tvaru δ pro klasický formát CP 140x290x65 δ=0,77 Pro 44 STI 247x490x238 δ=1,143 Pro broušené 247x490x249 δ=1,155 přepočet na stav přirozené vlhkosti η f =δ.η. f b u Kondicionované na vzduchu η=1,0 Kondicionované vysušením η=0,8 Kondicionované pod vodou η=1, ing. Zuzana Hejlová 20

20 Malty Malty pro zdění jsou definovány podle svého složení v EN obyčejné pro tenké spáry lehké malty _min. M1 (M5), M4 (M10) HELUZ zakládací malta SB Z - M10 _zrnitost kamen. 0-1 mm, min.m5 HELUZ LEPIDLO SB M10 HELUZ LEPIDLO SB C M10 ; λ=0,21 W/mK _ γ < 1300 kg/m 3, min. M5 SUPERTHERM TM 39 LM 5 ; λ <0,21 W/mK TM HELUZ TREND M8 ; λ <0,15 W/mK Vlastnosti malt Pevnost v tlaku malty pro zdění f m stanoví podle EN ing. Zuzana Hejlová 21

21 Malta SB-C _ celoplošné lepidlo Lze nanášet jedině válcem Žebírkové lepidlo Lze nanášet válcem nebo namáčením PĚNA HELUZ ing. Zuzana Hejlová 22

22 Malta pro tenké spáry NELZE NANÁŠET NATĚRAČSKÝM VÁLEČKEM Obvodové pruhy malty pro ZDIVO SKUPINY 2 a 3 NELZE POUŽÍT ing. Zuzana Hejlová 23

23 Vlastnosti zdiva Pevnost zdiva v tlaku zdivo malta zdivo Vzorek zdiva při zkoušce v tlaku po dosažení meze únosnosti ing. Zuzana Hejlová 24

24 Vlastnosti zdiva Charakteristická hodnota pevnosti zdiva v tlaku buď z výsledků zkoušek vykonaných podle EN nebo jako soubory součinitelů ve vztahu: k α f. β = K. f f b m f k charakteristická hodnota pevnosti zdiva v tlaku K konstanta, která se upraví podle (3 a 6) α, β konstanty f b normalizovaná průměrná pevnost v tlaku zdicích prvků ve. směru tlaku působícího v konstrukci f m pevnost malty pro zdění v tlaku ing. Zuzana Hejlová 25

25 ing. Zuzana Hejlová 26

26 Nevyztužené zdivo s obyčejnou maltou nebo maltou s pórovitým kamenivem ( lehkou maltou) k. 0,7. f 0,3 b m f = K f. f b f m se neuvažuje větší než 75 MPa se neuvažuje větší než menší ze dvou hodnot 20 MPa 2. f b v délce stěny se vyskytuje podélná styčná spára, pak 0,8 K ing. Zuzana Hejlová 27

27 Nevyztužené zdivo s maltou pro tenké spáry tloušťky 0,5 až 3,0 mm pro skupinu 2 a 3 f = k K. f 0,7 b rozměrová tolerance umožňuje zdít prvky na tenkou spáru f b f m se neuvažuje větší než 50 MPa se neuvažuje není větší než 10 MPa pro skupinu 1 α =0,85 v délce stěny se vyskytuje podélná styčná spára, pak 0,8 K ing. Zuzana Hejlová 28

28 Pevnostní zkoušky EN Zkušební zděné těleso pro zkoušku zdiva v tlaku kolmo na ložnou spáru Měření svislých přetvoření ing. Zuzana Hejlová 29

29 Pevnost v tlaku - f k Způsoby porušení ing. Zuzana Hejlová 30

30 Technická příručka ČSN EN _ charakteristická pevnost f k V nové TP bude doplněn ještě součinitel modulu pružnosti K E ČSN _ Výpočtová pevnost Rd, α ing. Zuzana Hejlová 31

31 f 0, 10f kh k ing. Zuzana Hejlová 32

32 Návrhová pevnost zdiva v tlaku kolmém k ložným spárám f d = f k /γ M f d f k g M návrhová hodnota charakteristická hodnota dílčí součinitel vlastností materiálu ing. Zuzana Hejlová 33

33 Dílčí součinitel materiálu γ M γ M Materiál Třída = kategorie provádění Složení zdiva: A Zdicí prvky kategorie I a návrhová malta a 1,5 1,7 2,0 2,2 2,5 B Zdicí prvky kategorie I a předpisová malta b 1,7 2,0 2,2 2,5 2,7 C Zdicí prvky kategorie II a jakákoli malta a, b, e 2,0 2,2 2,5 2,7 3,0 D Kotvení výztuže 1,7 2,0 2,2 2,5 2,7 E Betonářská a předpínací výztuž 1,15 F Pomocné prvky c, d 1,7 2,0 2,2 2,5 2,7 G Překlady podle EN od 1,5 do 2,5 a Požadavky na návrhovou maltu jsou v EN a EN b Požadavky na předpisovou maltu jsou v EN a EN c Hodnoty, které jsou stanovené výrobcem, jsou hodnoty průměrné. d Pro vrstvu izolace proti vlhkosti se používá součinitel γ M jako pro zdivo. e Pokud variační koeficient pro zdicí prvky kategorie II není větší než 25 % ing. Zuzana Hejlová 34

34 Dílčí součinitel materiálu γ M Materiál γ M A Zdicí prvky kategorie I a návrhová malta a 2,0 B Zdicí prvky kategorie I a předpisová malta b 2,2 C Zdicí prvky kategorie II a, b, e 2,5 (2,5) f (2,7) f (3,0) f D Kotvení výztuže 2,2 E Betonářská a předpínací výztuž 1,15 F Pomocné prvky c, d 2,2 G Překlady podle EN ,5 až 2,5 a Požadavky na návrhovou maltu jsou v EN a EN b Požadavky na předpisovou maltu jsou v EN a EN c Hodnoty, které jsou stanovené výrobcem, jsou hodnoty průměrné. d Pro vrstvu izolace proti vlhkosti se používá součinitel γ M jako pro zdivo. e Pokud variační koeficient pro zdicí prvky kategorie II není větší než 25 %. f Hodnoty v závorce platí pro zdivo z pórobetonových zdících prvků ing. Zuzana Hejlová 35

35 Zásady navrhování podle mezních stavů Spolehlivost - únosnost - použitelnost stabilita kolaps, zřícení trhliny Trvanlivost U zděných konstrukcí - stěn a pilířů zpravidla jen posouzení pomocí mezních štíhlostí Poznámka : interakce nosné konstrukce nenosných prvků (např. příček) ing. Zuzana Hejlová 36

36 Štíhlost zděných stěn λ = h /t ef ef 27 h ef t ef vzpěrná výška stěny účinná tloušťka stěny ing. Zuzana Hejlová 37

37 Vzpěrná výška zděných stěn h ef = ρ h n h ef h ρ n vzpěrná výška stěny světlá výška stěny na výšku patra zmenšující součinitel s hodnotami dolního indexu n=2,3 nebo 4 v závislosti na upevnění stěny ing. Zuzana Hejlová 38

38 Účinná tloušťka stěny t = ρ t ef t t ef účinná tloušťka stěny t skutečná tloušťka stěny ρ t součinitel tuhosti pro stěny vyztužené pilíři > 1,00 t ef = t ing. Zuzana Hejlová 39

39 Štíhlost zděných stěn λ = h /t ef ef 27 Mezní štíhlosti stěn a poměry délky k tloušťce nenosných stěn z hlediska použitelnosti ustanovení ČSN EN příloha F stěny podepřeny jenom podél horního a spodního okraje λ ing. Zuzana Hejlová 40

40 Mezní stav únosnosti Nevyztužené zděné stěny zatížené zejména svislým zatížením Výpočet únosnosti nevyztužených zděných stěn namáhaných svislým zatížením musí být založen na geometrii stěny na vlivu výstřednosti působících zatížení na materiálových vlastnostech zdiva Při určení únosnosti zděné stěny, namáhané svislým zatížením, mohou být uvažovány následující předpoklady: - rovinné průřezy zůstávají rovinné - pevnost zdiva v tahu kolmo na ložné spáry se rovná nule ing. Zuzana Hejlová 41

41 V mezním stavu únosnosti musí být návrhová hodnota síly N Ed působící svisle na stěnu menší nebo rovna návrhové únosnosti stěny N Rd N Ed N Rd Návrhová hodnota únosnosti N Rd svisle zatížené stěny : N Rd = Φ.b. t. f d kde je: Φ součinitel Φ i v hlavě nebo v patě stěny, případně Φ m ve středu výšky stěny t tloušťka stěny; b délka stěny f d návrhová hodnota pevnosti zdiva v tlaku ing. Zuzana Hejlová 42

42 Průběhy momentů od svislého a vodorovného zatížení po výšce stěny (pilíře) ing. Zuzana Hejlová 43

43 e i výstřednost zatížení v hlavě, případně patě M id e i = + e he + e init 0, 05 t N M id N id e he id návrhová hodnota ohybového momentu v hlavě nebo patě stěny, způsobeného výstředností zatížení stropů v podporách návrhová hodnota svislého zatížení působícího v hlavě, případně patě výstřednost v hlavě nebo patě stěny v důsledku vodorovného zatížení (například větru), pokud působí e init počáteční výstřednost - vliv imperfekcí (h ef /450) t tloušťka stěny ing. Zuzana Hejlová 44

44 Velikost zmenšujícího součinitele Φ i v hlavě a patě stěny Φ i = 1 2 e t i e i t výstřednost zatížení v hlavě, případně patě stěny tloušťka stěny ing. Zuzana Hejlová 45

45 Velikost zmenšujícího součinitele Φ m uprostřed výšky stěny e = e + ek 0, 05t M md e m = + ehm ± Nmd e mk výsledná výstřednost e m výstřednost od zatížení e k výstřednost od účinků dotvarování e init počáteční výstřednost - vliv imperfekcí (h ef /450) mk m e init ing. Zuzana Hejlová 46

46 ing. Zuzana Hejlová 47

47 ing. Zuzana Hejlová 48

48 ing. Zuzana Hejlová 49

49 ing. Zuzana Hejlová 50

50 ing. Zuzana Hejlová 51

51 ing. Zuzana Hejlová 52

52 ing. Zuzana Hejlová 53

53 ing. Zuzana Hejlová 54

54 ing. Zuzana Hejlová 55

55 Posouzení nosných prvků Během analýzy svisle zatížených stěn je třeba přihlížet k : ke svislým zatížením přímo působícím na stěny k účinkům II. řádu k výstřednostem pocházejícím z nepřesností provádění k výstřednostem určeným na základě znalostí o uspořádání stěn, spolupůsobení stropů (tuhosti styčníků) a ztužujících stěn ing. Zuzana Hejlová 57

56 ing. Zuzana Hejlová 58

57 ing. Zuzana Hejlová 59

58 ČSN EN Zjednodušené metody výpočtu Předpoklady pro použití zjednodušeného výpočtu zděných stěn Geometrie, počet podlaží, zatížení,.. Jednoduché vztahy a postupy Ověření únosnosti v tlaku Ověření únosnosti ve smyku Ověření únosnosti podzemních stěn Vnitřní stěny, které nejsou zatíženy svislým zatížením a na které působí boční zatížení ing. Zuzana Hejlová 60

59 γ vvv M = 2,2 Převzato ze semináře Eurokód 6 _Ing. Košatka ing. Zuzana Hejlová 61

60 N Ed N Rd N Rd = Φ s.b. t. f d 2 pro vnitřní stěny krajní podpory stropů poslední strop hef φ = 0,85 0,0011 s tef lt, ef φs = 1,3 0,85 8 φ s = 0,4 t tloušťka stěny b délka stěny f d návrhová hodnota pevnosti zdiva v tlaku ing. Zuzana Hejlová 62

61 Příloha A _ Zjednodušené postupy ověřování ztužení a stability u budov do 3 podlaží N Ed N Rd N Rd = c A.b. t. f d c A =0,50 c A =0,36 λ = h /t ef ef 18 < h /t ef ef t tloušťka stěny b délka stěny f d návrhová hodnota pevnosti zdiva v tlaku ing. Zuzana Hejlová 63

62 Stěny a pilíře namáhané soustředěným zatížením ŘEZ omezení pro výstřednost síly NEdc PŮDORYS N Edc N Rdc N = βa Rdc β=1 pro zdicí prvky skupin 2, 3 a 4 b f d ing. Zuzana Hejlová 65

63 ing. Zuzana Hejlová 67

64 Děkuji za pozornost. Podklady převzaty a za spolupráci děkuji : ČSN EN 1996 Normy EN - Prof. Ing. J. Procházka, CSc. ČVUT Praha Zděné konstrukce 1 - Ing. P. Košatka, CSc. ČVUT Praha Zděné konstrukce - Ing. P. Šimůnek VUT Brno ing. Zuzana Hejlová 72