Statické posouzení Statické zajištění porušené stěny bytového domu v ulici Na Příkopech, čp. 34-1 -
OBSAH: 1 ÚVOD... 3 1.1 ROZSAH POSUZOVANÝCH KONSTRUKCÍ... 3 1.2 PODKLADY... 3 1.2.1 Použité normy... 3 1.2.2 Podklady... 3 2 ZATÍŽENÍ... 4 2.1 STÁLÉ ZATÍŽENÍ... 4 2.1.1 Vlastní tíha... 4 2.2 OSTATNÍ STÁLÉ... 4 2.3 PROMĚNNÉ ZATÍŽENÍ... 4 2.3.1 Zatížení sněhem... 4 2.3.2 Zatížení větrem... 5 2.3.3 Zatížení užitné... 7 3 PŘEDPOKLADY VÝPOČTU... 7 3.1 KOMBINACE... 7 3.2 VLIV KLOPENÍ, VZPĚRNÉ DÉLKY... 7 3.3 MODEL KONSTRUKCE... 7 4 POPIS KONSTRUKCE... 8 5 POSTUP PRACÍ... 10 6 POUŽITÉ MATERIÁLY... 11 6.1 KONSTRUKČNÍ OCEL... 11 7 POSOUZENÍ... 12 8 ZÁVĚR... 12-2 -
1 ÚVOD 1.1 Rozsah posuzovaných konstrukcí Předmětem tohoto posudku je návrh a posouzení provizorní ocelové konstrukce zajišťující přenos zatížení během rekonstrukce nosné zděné stěny. Součástí projektu je i návrh založení provizorní konstrukce. Statický výpočet prokazuje, že stavba je navržena tak, aby zatížení na ni působící v průběhu výstavby a užívání nemělo za následek: a) zřícení stavby nebo její části, b) větší stupeň nepřípustného přetvoření, c) poškození jiných částí stavby nebo technických zařízení anebo instalovaného vybavení v důsledku většího přetvoření nosné konstrukce, d) poškození v případě, kdy je rozsah neúměrný původní příčině. 1.2 Podklady 1.2.1 Použité normy ČSN EN 1990 Zásady navrhování konstrukcí ČSN EN 1991-1-1 (730035) - Zatížení konstrukcí - Část 1-1: Obecná zatížení - Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb ČSN EN 1991-1-3 (730035) - Zatížení konstrukcí - Část 1-3: Obecná zatížení - Zatížení sněhem ČSN EN 1991-1-4 (730035) - Zatížení konstrukcí - Část 1-4: Obecná zatížení - Zatížení větrem ČSN EN 1993-1-1 (731401) - Navrhování ocelových konstrukcí - Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby ČSN EN 1090-1 Provádění ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí - Část 1: Požadavky na posouzení shody konstrukčních dílců ČSN EN 1090-2 Provádění ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí - Část 2: Technické požadavky na ocelové konstrukce 1.2.2 Podklady 1) Požadavky investora 2) Stavební část výkresové dokumentace - 3 -
2 ZATÍŽENÍ 2.1 Stálé zatížení 2.1.1 Vlastní tíha Vlastní tíha je uvažována dle použitých průřezů a profilů automaticky v programu Scia Engineer. Součinitel zatížení γ f = 1,35 2.2 Ostatní stálé Zatížení uvedena v charakteristických hodnotách. Součinitel zatížení γ f = 1,35 Hodnoty stálého zatížení byly přibližně odhadnuty, před realizací je třeba odhadnuté hodnoty prověřit. Střešní konstrukce - konstrukce krovu včetně střešního pláště 2,00 kn/m 2 Stropní konstrukce - 4.NP včetně podlahových vrstev 2,50 kn/m 2 - běžné patro včetně podlahových vrstev 5,00 kn/m 2 Stěny - uvažovány průměrnou tloušťkou 350mm 6,30 kn/m 2.3 Proměnné zatížení 2.3.1 Zatížení sněhem Stanoveno dle EN 1991-1-3 pro Broumov. Dle údajů ČHMÚ na www.snehovamapa.cz - s k = 1,06 kn/m 2 Bezpečně uvažováno zatížení dle sněhové mapy v ČSN EN s k = 1,5 kn/m 2 Sedlová střecha Sedlová střecha - 15-4 -
Spojité plošné zatížení sněhem Zatížení sněhem bylo stanoveno dle ČSN 73 0035 změny Z1 a dle ČSN EN 1991-1-3 - Zatížení sněhem na základě těchto základních údajů o stavbě a jejím okolí : - EN 1991 - III. Sněhová oblast - základní tíha sněhu s k = 1,50 kn/m 2 - sklon střechy α = 15 - součinitel tvaru střechy µ 1 = 0,80 - součinitel expozice C e = 1,00 normální - nedochází k přemístění sněhu větrem kvůli okolní stavbám - tepelný součinitel C t = 1,00 neuvažuje se odtávání vlivem prostupu tepla - součinitel zatížení γ f = 1,5 Spojité nahodilé zatížení s n = s 0 µ s x C e x C t γ f S d Střecha 15 1,200 1,5 1,80 kn/m 2 2.3.2 Zatížení větrem Zatížení větrem stanoveno dle ČSN EN 1991-1-4: Broumov - I. větrná oblast v b,0 = 22,5 m/s. Kategorie terénu III. oblasti pravidelně pokrytá překážkami. 2.3.2.1 Střecha Základní rychost větru charakteristická hodnota rychlosti větru v b,o.c ALT = 22,5 m.s -1 v b,o = 22,5 m.s-1 vliv směru c ALT = 1 vliv ročního období c dir = 1,0 c season = 1,0 v b = 22,5 m.s -1-5 -
Střední rychlost větru ve výšce z z= 4,2 m k r = 0,215 zo= 0,3 m c r (z)= 0,606 zmin= 5 m c o (z)= 1,000 zmax= 200 m v m (z)= 13,63 m.s -1 z o,ii = 0,05 m Tlak větru ve výšce z ρ= 1,25 kg.m -3 k I = 1 I v (z)= 0,355 q z I z v z 2 p ( ) = [1 + 7 v( )] 0,5 ρ m ( ) q p (z)= 405,3 N/m 2 Rozměry h= 10 e 0 = 20 d= 19 e 90 = 19 b= 24 e 0 /2= 10 e 90 /2= 9,5 e 0 /4= 5 e 90 /4= 4,75 e 0 /10= 2 e 90 /10= 1,9-6 -
Oblast F G H I J c pe,10,0 0,20 0,20 0,20-0,40-1,00 - c pe,10,90-1,30-1,30-0,60-0,50 0,00 - w e,k,0 0,08 0,08 0,08-0,16-0,41 kn/m 2 w e,k,90-0,53-0,53-0,24-0,20 0,00 kn/m 2 2.3.3 Zatížení užitné Střecha - střechy nepřístupné s výjimkou běžné údržby a oprav - kategorie H q k =0,75 kn/m 2 dle EN 1991-1-1, NA 2.9 - předpokládá se působení na ploše A = 10 m 2 Stropy - plochy pro domácí a obytné činnosti - kategorie A q k =1,5 kn/m 2 dle EN 1991-1-1, NA 2.9 3 PŘEDPOKLADY VÝPOČTU Při výpočtu bylo postupováno dle ČSN EN 1993-1-1 a norem v ní odkazovaných a navazujících. Výpočet vnitřních sil, deformací, stanovení reakcí a posouzení prvků je provedeno programem Scia Engineer 2012 pro všechny možné kombinace zadaných zatěžovacích stavů dle kombinačních pravidel dle EN 1990. 3.1 Kombinace Kombinace zatěžovacích stavů jsou generovány automaticky programem podle pravidel uvedených v ČSN EN 1990. 3.2 Vliv klopení, vzpěrné délky Vzpěrné délky prvků program vyhodnocuje sám dle podpor ve styčnících a jejich tuhosti. 3.3 Model konstrukce Konstrukce byla analyzována na prostorovém modelu v programu Scia Engineer 2012. Nosníky byly modelovány jako prosté. - 7 -
Půdorysné schéma a axonometrie 3D modelu konstrukce 4 POPIS PROVIZORNÍ KONSTRUKCE Provizorní podpěrnou konstrukci tvoří podélný nosník z profilu 4x IPE120 zajišťující zděnou stěnu nad bouranou částí. Podélný nosník se uloží na ocelové rámy tvořené vždy příčným nosníkem z profilu min. IPE270 a dvěma stojkami min. profilu HEB100 nebo alternativně z teleskopických stojek s minimální únosností v tlaku 160 kn. Na příčné nosníky lze alternativně použít libovolný profil s min. I y = 5,79 10-5 m 4 a W y = 4,29 10-4 m 3. Zavětrování rámů se provede v závislosti na použitých stojkách, buď ztužidly tvaru X z profilů TR 76,1x4, nebo vytvořením tuhého přípoje mezi stojkami a příčnými nosníky. Pro přenos zatížení ze stojek do zeminy se v exteriéru použije železobetonových silničních panelů, v interiéru pak dřevěných trámů.panely se položí podél sanované zdi ve dvou vrstvách tak, aby zatížení z jedné stojky roznášely min. 2 panely na plochu min. 2m 2. V interiéru se na stávající betonovou podlahu vyrovná roznášecí rošt z dřevěných trámů tak, aby se zatížení z jedné stojky roznášelo do plochy min. 2m 2. Během bouracích prací je nutné sledovat deformace podpůrné konstrukce a v případě zjištění nadměrných přetvoření ihned zastavit práci, konstrukci provizorně podepřít a kontaktovat statika. V levé části kratší stěny se nachází komínové těleso. V případě, že by došlo ke kolizi podélného nosníku s komínem, je nutno komín nejprve staticky zajistit. - 8 -
Pohled na delší stěnu se schematickým naznačením podpůrné konstrukce Pohled na kratší stěnu se schematickým naznačením podpůrné konstrukce - 9 -
5 POSTUP PRACÍ Osazení provizorní konstrukce se provede následujícím způsobem: nejprve se vybourá vodorovná drážka z jedné strany do přibližně poloviny tloušťky stěny, osadí se 2 podélné profily, které se vůči stávajícímu zdivu vyklínují, a spára se vyplní expanzní maltou teprve po zatvrdnutí malty je možné vybourat drážku z druhé strany zdi a osadit stejným způsobem zbylé dva profily jednotlivé profily podélných nosníků se navzájem propojí svorníky M16 á 0,5m pod podélnými nosníky se ve zdi vybourají otvory po cca 1,0 m pro osazení příčných nosníků příčné nosníky se prostrčí otvory ve zdi a podepřou se ocelovými stojkami stojky je třeba uložit na dostatečně tuhý podklad, v exteriéru se proto podél stěny položí železobetonové silniční panely, které přenesou zatížení ze stojek do podloží, v interiéru se na betonovou podlahu položí dřevěné roznášecí trámy, na které se uloží stojky podpůrnou konstrukci je třeba vůči podélným nosníkům aktivovat např. vyklínováním, nebo pomocí teleskopických stojek zavětrování stojek se provede v závislosti na použitých stojkách buď ztužidly ve tvaru X, nebo vytvořením tuhého přípoje mezi stojkami a příčnými nosníky po provedení těchto úprav je možné přistoupit k vybourání poškozené části zdiva a základů a jejich nahrazení konstrukcemi novými dočasnou podpůrnou konstrukci je možné odstranit po vyzdění a aktivování nové části stěny podélné nosníky budou ponechány na místě jako součást stěny, přečnívající konce se v líci stěny odříznou 6 NOVÉ KONSTRUKCE Poškozené zdivo se pod ochranou provizorní konstrukce odstraní a stěna se vyzdí znovu z cihelného zdiva (alt. z keramických tvárnic) o minimální pevnosti P10 na M5. Tloušťka stěny bude zachována v původních dimenzích. Založení stěny se provede na základový pás šířky 1,3m z prostého betonu C20/25, nebo na stávající základy, pokud se během bouracích prací ukáže, že jsou dostatečně únosné. Rozměr základů odpovídá únosnosti základové zeminy R dt =200 kpa, jejíž výskyt se předpokládá v základové spáře, tuto hodnotu je nutno před realizací prověřit. Posouzení základového pasu Dovolené napětí v základové spáře σ max = 200 kpa Roznášecí úhel v základovém pasu α = 45 Šířka nosné zdi d = 0,5 m - 10 -
Zatížení F kn Zatížení shora 230,0 Vlastní tíha základu 23,92 Navržený základový pás: F sum = 253,92 kn Šířka základového pasu B = 1,3 m Výška základového pasu H = 0,8 m (min.) 0,4 m Kontaktní napětí pod základovým pasem σ d = 195,32 kpa σ d = 195,32 kpa < σ max = 200 kpa VYHOVUJE 7 POUŽITÉ MATERIÁLY 7.1 Konstrukční ocel Je uvažována ocel třídy S235. 7.2 Beton Je uvažován beton třídy C20/25. - 11 -
8 POSOUZENÍ Ocelové konstrukce byly posouzeny modulem Ocel v programu Scia Engineer 2012 (viz. příloha P1). Maximální svislá deformace podélných nosníků byla s ohledem na stávající zděnou konstrukci omezena hodnotou 1/500 z rozpětí prvku. 9 ZÁVĚR Statickým výpočtem byly ověřeny navržené dimenze jednotlivých částí objektu. Byla prokázána mechanická odolnost a stabilita konstrukce, posouzeny deformace rozhodujících prvků z hlediska použitelnosti. Pro stavbu mohou být užity pouze schválené výrobky a materiály s příslušnou certifikací. Stavební práce mohou provádět pouze firmy a osoby náležitě odborně způsobilé k výkonu stavebních profesí s příslušným oprávněním ke stavební činnosti. Pro provádění ocelových konstrukcí platí jako minimální technologický předpis ustanovení ČSN EN 1090-1 a 1090-2. Při všech stavebních pracích, dokumentovaných tímto projektem, je nutno průběžně a důsledně aktuálně platné předpisy o bezpečnosti práce a ochraně zdraví při stavebních pracích. Všichni zúčastnění pracovníci musí být s předpisy prokazatelně seznámeni před zahájením prací a jsou dále povinni používat při práci předepsané osobní ochranné pomůcky podle výše uvedených předpisů. V případě, že bude na stavbě zjištěn nesoulad mezi projektovou dokumentací a skutečným stavem konstrukcí, je nutné ihned uvědomit statika. Během bouracích prací je nutné sledovat deformace podpůrné konstrukce a v případě zjištění nadměrných přetvoření ihned zastavit práci, konstrukci provizorně podepřít a kontaktovat statika. Nepředvídané situace je nutno konzultovat se statikem. Dokumentace je zpracována ve stupni pro stavební povolení. Podrobnější návrh bude předmětem navazujícího stupně projektové dokumentace. V Hradci Králové 06 / 2014 Ing. Jiří Fíla - 12 -