Pozemní stavby A2 Podklady pro cvičení Cíl úlohy Úloha 5 Spodní stavba Komplexní návrh konstrukcí spodní stavby podsklepeného objektu pro jednu vybranou variantu konstrukčního systému z úlohy 1. Součástí úlohy je návrh konstrukčního řešení suterénní stěny, koncepční návrh hydroizolační obálky spodní stavby (podrobně bude zpracováno až v úloze 6), problematika eliminace tepelných mostů a návrh osvětlovací šachty. Požadavky na konstrukce spodní stavby (podsklepené budovy) Přenos zatížení z vrchní stavby do základové půdy Dostatečná únosnost a stabilita suterénních obvodových stěn proti působení zemního tlaku Ochrana stavby proti vodě a vlhkosti (spojitá hydroizolační obálka) Vyhovující tepelně-technické vlastnosti obalových konstrukcí spodní stavby (eliminace tepelných mostů) Ochrana proti pronikání radonu Volba statického řešení suterénní stěny Suterénní obvodové stěny budovy jsou namáhány zemním tlakem (vodorovným). Volba statického řešení suterénní stěny a také spodní stavby jako celku závisí na způsobu založení budovy základová vana vs. patky+stěny. Dostatečnou únosnost a stabilitu suterénních stěn lze zajistit následujícími způsoby: Gravitační působení stěny je založeno na principu, kdy směr výslednice vnitřních sil je příznivě ovlivněn svislým zatížením, přenášeným do suterénní stěny z vrchní stavby (stěnové systémy). Svisle pnutá stěna (obvykle ŽB) vyžaduje dostatečnou tuhost vlastní stěny, ale také stropní konstrukce. U skeletu je nutný další nosník v úrovni paty suterénní stěny. Vodorovně pnutá stěna (obvykle ŽB) je pnuta mezi sloupy (skelet) nebo nosné stěny, tloušťka stěny závisí na vzdálenosti sloupů (stěn). Z hlediska svislého zatížení (vlastní hmotnost stěny) působí jako stěnový nosník, tzn. je samonosná (nevyžaduje nosník u paty stěny). 1
Volba materiálového řešení suterénní stěny Zděná stěna je z hlediska spolehlivosti nejméně vhodné řešení. Zděná stěna se obvykle navrhuje jako gravitační (viz výše), tzn. musí být vždy zatížena svislým zatížením z vrchní stavby. Zděná suterénní stěna musí být provedena ze zdiva s dostatečnou objemovou hmotností, jako jsou např. vápenopískové bloky (Silka), betonové tvárnice (nejlépe prolité betonem) nebo případně plné pálené cihly. Lehké tepelně-izolační zdivo s kusovým stavivem typu Ytong P2-400 nebo Porotherm 40 EKO+ nelze v žádném případě použít pro suterénní stěnu! Stěnu z výplňového zdiva u skeletu nelze navrhnout jako suterénní stěnu!! ŽB monolitická stěna je z hlediska spolehlivosti jednoznačně nejlepší řešení pro suterénní stěny. Celistvost a velká tuhost ŽB stěny zaručuje dostatečnou mechanickou odolnost a zároveň slouží jako spojitý podklad pro aplikaci povlakových hydroizolací ŽB prefabrikovaná stěna se dnes používá méně často, většinou spíše u halových objektů. V minulosti byl tento způsob řešení suterénní stěny typický pro panelové soustavy. ŽB prefamonolitická stěna se používá hlavně v zahraničí. Jde o speciální prefabrikované stěnové panely, které se po umístění na stavbu zabetonují. Návrh koncepce ochrany spodní stavby proti vodě a vlhkosti Podrobně bude vysvětleno příště, v rámci výkladu k úloze 6. Základní princip ochrany spodní stavby proti vodě a vlhkosti spočívá v návrhu spojité a trvanlivé hydroizolační obálky. Ta může být provedena použitím následujících hydroizolačních materiálů a technologií: Povlakové hydroizolace: Modifikované asfaltové pásy typu SBS Plastové fólie (nejčastěji mpvc) Hydroizolační stěrky (na bázi bitumenu, cementu, pryskyřice, apod.) Bílá základová vana: klasický vodostavební beton - pozor! termín vodostavební již současná legislativa nepoužívá (ČSN EN 206, ČSN EN 12390-8 apod.). beton s krystalizační příměsí Volba konstrukčně-materiálového řešení hydroizolační obálky spodní stavby ovlivňuje celkové konstrukční řešení suterénu - bíla vana vs. povlakové hydroizolace (viz obr. níže). Proto je nezbytné mít při návrhu konstrukcí spodní stavby již stanoven způsob hydroizolační ochrany. V rámci úlohy 5 však zatím postačí pouze základní koncepční návrh hydroizolační obálky, který však bude jednoznačně patrný z výkresu 1:50. 2
Povlaková hydroizolace musí být vždy chráněna ochrannou vrstvou, např. extrudovaným polystyréném, nopovou fólií, ochranou textílií, apod. Zděné přizdívky už dnes nepoužíváme! Násypové těleso přilehlé k objektu (vzniklé zasypáním stavební jámy) musí být ve většině druhů základových půd odvodněno (riziko vytvoření dočasné hladiny podzemní vody při dlouhotrvajících deštích). Působení tlakové vody na hydroizolaci se zabrání návrhem drenážního potrubí, umístěného v nejnižším místě násypu. Více viz výklad k úloze 6. ŽB základová vana- bílá vana (bez povlakových hydroizolací) z betonu s krystalizační příměsí. Osvětlovací šachta je řešena jako plastová prefabrikovaná Osvětlovací šachty ŽB suterénní stěna pnutá mezi sloupy na patkách (méně časté řešení) s povlakovou hydroizolací (zpětný spoj) Osvětlovací šachty se provádí obvykle v případech, kdy se okna v suterénní stěně nacházejí pod úrovní upraveného terénu, nebo u částečně zapuštěných oken, kdy je terén méně než cca 800 mm pod úrovní stropu suterénu. Šachta může sloužit k osvětlení i větrání suterénních prostor, případně může mít i jinou funkci (vyústění potrubí VZT, shoz na uhlí, apod.). Předpokládaná funkce šachty má vliv na její konstrukční řešení. Volba konstrukčního řešení šachty Oddilatované šachty jsou samostatné konstrukce, uložené na únosné zemině, obvykle na rostlém terénu. Oddilatovaná šachta není součástí hydroizolační obálky spodní stavby (viz níže). 3
Šachty konstrukčně spojené s objektem se provádějí obvykle v neúnosné zemině, typicky v násypu. Jsou nedílnou součástí objektu, musí být zahrnuty do hydroizolační obálky spodní stavby. Šachta pevně spojena s objektem před ISO nosník Šachta oddilatovaná od objektu, uloženo v únosné zemině Šachta založená na společném základu Volba konstrukčně - materiálového řešení šachty Anglický dvorek Prefabrikovaná plastová šachta je šachta konstrukčně spojená s objektem. Jedná se o nejčastější řešení osvětlovacích šachet. Šachtu je třeba navrhnout na základě technického listu od výrobce. Nejznámějším výrobcem plastových šachet je firma MEA viz podklad Osvětlovací šachty 1,2 na webu cvičení PSA2 ŽB monolitická šachta může být jak oddilatovaná, tak i konstrukčně spojena s objektem (typicky pomocí ISO-nosníku, kvůli eliminaci tepelných mostů). Jedná se o prostorově 4
tuhou konstrukci, která se provádí obvykle pro realizaci větších šachet (např. pro více oken najednou, pro větší hloubky, nebo pro anglické dvorky ). ŽB prefabrikovaná šachta se provádí jako oddilatovaná šachta, která se osazuje pomocí zvedací techniky do výkopu (nevýhodou je nutnost použití zvedacího prostředku). Zděné osvětlovací šachty již nenavrhujeme, pouze ve výjimečných případech při rekonstrukcích! Ochrana osvětlovací šachty proti vodě a vlhkosti Pro dostatečnou trvanlivost osvětlovací šachty je nutno zabránit pronikání vody a vlhkosti z okolní zeminy. Oddilatované ŽB šachty musí být provedeny z trvanlivého vodonepropustného betonu, jakým je např. beton s krystalizační příměsí, nebo vodostavební beton, případně může být ŽB šachta z běžného betonu a natřena krystalizačním hydroizolačním nátěrem (prefabrikovaná šachta). Klasické povlakové hydroizolace (asfalt, plast) by se pro oddilatované šachty neměly vůbec používat. U šachet konstrukčně spojených s objektem je šachta před zemní vlhkostí chráněna hydroizolační obálkou spodní stavby (ŽB šachty), nebo je provedena z trvanlivého materiálu (plastová šachta) a bezprostředně navazuje na hydroizolační obálku spodní stavby. Další požadavky na osvětlovací šachty V případě otevřených šachet je nutno vždy zajistit odvodnění šachty. U ŽB šachet je nutné vyspádovat dno šachty směrem k odvodní trubici, plastové šachty jsou již tvarovány tak, aby dešťová voda stékala do odpadního otvoru ve dnu šachty. Odvodní trubice z šachty by měla být napojena na dešťovou kanalizaci. Okno musí být umístěno minimálně 150 mm nad dnem šachty (eliminace zatékání) Pokud otevřená šachta navazuje na pochozí plochu (chodník, parkoviště), musí být uzavřena mříží, příp. sklobetonovými/plastovými tvarovkami, nebo oddělaná zábradlím (nebezpečí pádu osob do šachty). Podzemní stěna v místě šachty musí mít vyhovující tepelně technické parametry pozor na tepelné mosty! Parapet, ostění i nadpraží okna v šachtě je třeba zateplit! Anglický dvorek Jedná se o speciální druh velké osvětlovací šachty, ze které je možný vstup do suterénu objektu. Do anglického dvorku je možné sestoupit po schodišti z okolní plochy. Obvykle se jedná o oddilatovanou ŽB konstrukci, s vlastními základy. V rámci úlohy 5 je možné navrhnout osvětlovací šachtu jako anglický dvorek. 5
Rozsah úlohy: Zadání úlohy 5 2 x A3 (vzorový výkres 13, 14 na webu cvičení PSA2) Zadání úlohy 5: Pro vybranou variantu konstrukčního systému z úlohy 1 zpracujte výkres spodní stavby. Pro účely úlohy 5 uvažujte budovu jako podsklepenou. Výkres bude obsahovat výsek půdorysu suterénu (v rohu budovy) a 2 řezy spodní stavbou. Součástí výkresu bude jednoznačné vyznačení řešení hydroizolační obálky spodní stavby (normová značka). Suterén bude v rozsahu zobrazeného půdorysu obsahovat minimálně 1 osvětlovací šachtu. Specifikace zadání: Výkres bude zpracován v měřítku 1:50. Rozměry základových konstrukcí použijte stejné jako v úloze 4b, v případě návrhu základové vany uvažujte tloušťku dna vany 500 mm (v půdorysu se základy nezobrazí, budou viditelné jen v řezech). Svislé řezy budou zobrazovat celou spodní stavbu, včetně přilehlého terénu a stropní konstrukce mezi 1.PP a 1.NP. Součástí výkresu bude stručný popis konstrukčního řešení osvětlovací šachty. Výkres bude obsahovat podrobnou legendu materiálů. Svislý řez ve směru kolmo na stěnu s osvětlovací šachtou bude veden přes šachtu. Návrh konstrukcí spodní stavby musí být proveden s ohledem na problematiku eliminace tepelných mostů Ing. Tereza Pavlů, Ph.D. (garant cvičení PSA2) Katedra konstrukcí pozemních staveb doc. Ing. Jiří Pazderka, Ph.D. 2015/16 (garant předmětu PSA2) 6