Ing. Vladimír KOVÁČ autorizovaný statik Nad vodovodem 3258/2 100 31 Praha 10 kovac@az-statika.cz Vajdova 1031/5, 102 00 Praha 15 - Hostivař ÚPRAVY BYTU V PANELOVÉM DOMĚ Projekt pro stavební povolení STATICKÉ POSOUZENÍ tel.: 251 556 582 mob.: 602 742 203 IČ 16099541 DIČ CZ521211101
1. Identifikační údaje Místo stavby: Stavebník Vajdova 1031 102 00 Praha 15 byt č. 4, 3.NP Richard Kostecký Bratislavská 1492/13 102 00 Praha 15 Zpracovatel projektu Ing. Vladimír Kováč Krakovská 10 110 00 Praha 1 2. Úvod Předmětem tohoto projektu je návrh statických opatření umožňujících rozšíření dvou otvorů ve stávajících nosných zdech v rámci jedné bytové jednotky. 3. Popis stávající konstrukce a navrhovaných úprav Jedná se o panelový objekt konstrukčního typu Larsen-Nielsen s příčnými a podélnými nosnými stěnami v modulu 4.8, 3.6 a 2.4 m o konstrukční výšce 2,8 m. Nosné stěny jsou tlusté 150 mm, stropní panely jsou dutinové o tloušťce rovněž 150 mm. Fasáda je tvořena částečně lodžiemi. Na následujících půdorysných schématech je stávající a navrhovaná dispozice bytu: SOUČASNÝ STAV 2
NAVRHOVANÝ STAV Bouraná stěna navazuje na lodžiový panel. Na následujícím obrázku je detail styku v místě styku stěnového a lodžiového panelu: 3
Na obrázku je vidět, že konstrukce styku zasahuje poměrně daleko dovnitř místnosti. Proto je v tomto místě žádoucí ponechat pilíř o šířce min. 600 mm. V rámci stavebních úprav se dveřní otvor mezi kuchyní a obývacím pokojem rozšiřuje z 800 mm na 2460 mm zhruba symetricky a otvor v předsíni se rozšiřuje z 900 mm na 2410 mm prakticky jednostranně. 4. Změny zatížení v konstrukci Zájmový objekt má celkem 11 nadzemních podlaží, přičemž posuzované úpravy se týkají bytu ve 3.NP. Po vybourání otvorů dojde k redistribuci napětí ve stěně s těmito otvory. Pilíř u lodžie se zmenší z 1345 mm na 600 mm (45%), pilíř mezi bouranými otvoru se zmenší z 3500 mm na 2410 mm (69%) a délka zbývající části stěny se zmenší z 5455 mm na 4020 mm (74%). Úměrně těmto hodnotám by bez dalších opatření narostlo i napětí v konstrukcích. Vzhledem k poloze bytu tento nárůst není žádoucí, proto je navržena doplňující ocelová konstrukce, která je schopná přenést zatížení původně příslušející vybouranému zdivu. V následující tabulce je vypočteno zatížení stěny v úrovni zájmového bytu: Podlaží Střecha Zatěžovací plocha 3,00 Konstr. výška (m) 2,8 Součinitel η 1 0,9 Výpočet zatížení podle ČSN 73 0035 Nosná konstrukce svislá Svislá vodorovná (trám) Rozměry (m) 0,15 1 0 0 0 Objemová hmotnost (kn/m3) 25 25 Zatížení Stálé Nahodilé Dlouhodobé Krátkodobé normové koeficient výpočtové normové koeficient výpočtové normové koeficient výpočtové Konstrukce desky 4,00 1,10 4,40 Konstrukce střechy 2,20 1,20 2,64 Užitné 0,00 1,40 0,00 0,00 1,40 0,00 Sníh 0,00 1,30 0,00 0,56 1,50 0,84 Součet 6,20 7,04 0,00 0,00 0,56 0,84 Zatížení na konstrukci 18,60 21,12 0,00 0,00 1,68 2,52 Tíha vodorovné konstrukce 0,00 1,10 0,00 Tíha svislé konstrukce 10,50 1,10 11,55 Zatížení na konstrukci celkem 29,10 32,67 0,00 0,00 1,68 2,52 Zatížení po redukci 30,61 34,94 Podlaží - počet 10 Zatěžovací plocha 3 Konstr. výška (m) 2,8 Součinitel η 1 0,48 Nosná konstrukce svislá Svislá vodorovná Rozměry (m) 0,15 1 0 0 0 Objemová hmotnost (kn/m3) 25 1 Zatížení Stálé Nahodilé Dlouhodobé Krátkodobé normové koeficient výpočtové normové koeficient výpočtové normové koeficient výpočtové Konstrukce desky 4,00 1,10 4,40 Konstrukce podlahy 1,50 1,20 1,80 Užitné 0,00 1,40 0,00 2,00 1,30 2,60 0,00 1,00 0,00 0,00 1,40 0,00 Součet 5,50 6,20 0,00 0,00 2,00 2,60 Zatížení na konstrukci 16,50 18,60 0,00 0,00 6,00 7,80 Tíha vodorovné konstrukce 0,00 1,10 0,00 Tíha svislé konstrukce 10,50 1,10 11,55 Zatížení na 1 podl. celkem 27,00 30,15 0,00 0,00 6,00 7,80 Mezisoučet 299,10 0,00 334,17 0,00 0,00 61,68 80,52 Zatížení po redukci 328,76 372,89 4
Z výše uvedeného výpočtu vyplývá, že v úrovni bytu je výpočtové zatížení na 1 m stěny cca 343 kn. Vyjdeme-li z faktu, že oba otvory jsou zhruba stejné bude pro horší případ platit, že každá z navrhovaných stojek musí přenést zatížení: Q = 373.(2,460-0,800)/2 = cca 310 kn V následující tabulce je proveden výpočet potřebné ocelové stojky: Popis profilu Centrálně tlačený prut podle ČSN 73 1401 výztuha 2U120 Průřezové charakteristiky prutu A - Plocha průřecu cm2 34,0 Iy - moment setrvačnosti k ose y cm4 728 Iz - moment setrvačnosti k ose z cm4 604 Geometrické charakteristiky Lcr,y vzpěrná délka pro vybočení v ose y m 2,60 Lcr,z vzpěrná délka pro vybočení v ose z m 2,60 Materiálové charakteristiky fy - mez kluzu MPa 235 γ M1 - součinitel spolehlivosti 1,50 Zatížení Nsd - výpočtová tlaková síla kn 310,00 iy - poloměr setrvačnosti y cm 4,63 iz - poloměr setrvačnosti z cm 4,21 λ 1 - srovnávací štíhlost 93,90 λ y - štíhlost pro směr y 56,19 λ z - štíhlost pro směr z 61,69 λ 'y - poměrná štíhlost pro směr y 0,60 λ 'z - poměrná štíhlost pro směr z 0,66 Křivka vzpěrné pevnosti (viz tabulka) a b c d α i - míra imperfekcí 0,21 0,34 0,49 0,76 φ y 0,72 0,75 0,78 0,83 φ z 0,76 0,79 0,83 0,89 χ y - součinitel vzpěrnosti pro směr y 0,89 0,84 0,79 0,71 χ z - součinitel vzpěrnosti pro směr z 0,87 0,81 0,75 0,67 Nb,rdy - výpočtová vzpěrná únosnost y kn 474,40 446,30 418,86 378,80 Nb,rdz - výpočtová vzpěrná únosnost z kn 461,85 430,10 400,11 357,73 Výsledek posouzení ve směru y VYHOVÍ VYHOVÍ VYHOVÍ VYHOVÍ Výsledek posouzení ve směru z VYHOVÍ VYHOVÍ VYHOVÍ VYHOVÍ Výpočtem bylo ověřeno, že menší profil z 2 x U100 již nevyhovuje. 5
V následující tabulce je navržen průvlak, který se osadí mezi navržené stojky: ZATÍŽENÍ A POSOUZENÍ OCEL. NOSNÍKU Dle ČSN 73 0035 a 73 1401 Nosník příčný STÁLÉ Skladba tloušťka tíha norm.zat. souč.zat. výp.zat. t ρ n gn γ f gd (mm) (kn/m3) (kn/m2) ( ) (kn/m2) podlaha 5 11,000 0,055 1,10 0,061 mazanina 50 23,000 1,150 1,10 1,265 folie 0 10,000 0,000 1,20 0,000 polystyren 0 1,600 0,000 1,20 0,000 Plech 0,0 80,000 0,000 1,20 0,000 OSB 30 8,000 0,240 1,10 0,264 Konstrukce stropu 200 20,000 4,000 1,10 4,400 sádrokarton 0 18,000 0,000 1,20 0,000 Celkem 285 5,445 1,10 5,990 NAHODILÉ Užitné norm.zat. souč.zat. výp.zat. gn γ f gd (kn/m2) ( ) (kn/m2) SNÍH 0,000 1,50 0,000 užitné+technologie 2,000 1,30 2,600 Celkem 2,000 1,30 2,600 Zatížení na 1bm nosníku označení výška zat.šířka norm.zat. souč.zat. výp.zat. (-) h š gn γ f gd (-) (mm) (mm) (kn/m) ( ) (kn/m) Ocelový profil I200 200 0,262 1,10 0,288 Skladba celkem 2500 13,613 1,10 14,974 Zatížení v ose nosníku (příčka) 10,000 1,10 11,000 Nahodilé celkem 2500 5,000 1,30 6,500 Celkem 28,875 1,13 32,762 Osamělé břemeno 1 (kn) 0,000 1,20 0,000 poloha od kraje 1 (m) 0 Osamělé břemeno 2 (kn) 0,000 1,20 0,000 poloha od kraje 2 (m) 0,00 Osamělé břemeno 3 (kn) 0,000 1,20 0,000 poloha od kraje 3 (m) 0,00 Osamělé břemeno 4 (kn) 0,000 1,10 0,000 poloha od kraje 4 (m) 0,00 Osamělé břemeno 5 (kn) 0,000 1,10 0,000 poloha od kraje 5 (m) 0,00 POSOUZENÍ Vstupní údaje Třída oceli (37, 45, 52) (-) (-) 37 Moment setrvačnosti Iy (m4) 2,14E-05 Průřezový modul Wy (m3) 2,14E-04 Tloušťka stojiny t1 (mm) 7,50 Tloušťka pásnice t2 (mm) 11,30 Výpočtová pevnost Rd (MPa) 210,000 Rozpětí l (m) 2,400 norm.zat. souč.zat. výp.zat. Reakce Ra (kn) 34,649 1,13 39,314 Rb (kn) 34,649 1,13 39,314 1.mezní stav Moment Md (knm) 23,589 Napětí σ (MPa) 110,227 Posouzení (-) (-) VYHOVÍ 2.mezní stav Poměrové číslo (-) (-) 600 Mezní průhyb flim (mm) 4,00 Průhyb f (mm) 2,78 Posouzení (-) (-) VYHOVÍ 6
Jako průvlak vevařený mezi svislé stojky bude použit profil z Ič. 200. Reakce v uložení je téměř 40 kn, přičemž se předpokládá, že na průvlak působí pouze zatížení od stropních panelů a nosné stěny v rámci jednoho podlaží. Zbývající zatížení se klenbovým efektem přenese na přilehlé stěny, resp. ocelové sloupky. Z vypočtené reakce také vyplývají parametry svaru pro připojení vodorovného nosníku ke sloupku. Při tloušťce koutového svaru 4 mm je potřebná délka svaru pro přenesení zatížení 40 kn min. 60 mm. Nicméně doporučuji připojit průvlak ke sloupku celoobvodovým koutovým svarem tl. 4 mm (to představuje výrazné zvýšení bezpečnosti konstrukce za relativně malých přidaných nákladů). 5. Popis postupu bouracích prací Je nutné upozornit na několik rizik. Není možné vybourat otvor a potom do něj vsazovat rám. Navrhovaná ocelová konstrukce musí působit ještě před vybouráním otvoru, vzhledem k tomu, že zatížení při dané poloze bytu je značné. Podchycení stěny není možné opírat do níže položených stropních panelů z důvodu rizika jejich usmyknutí. Do níže položených panelů je možné opřít pouze stropní panely. Před zahájením vlastního bourání je nutné podchytit z obou stran stropní panely nad budoucím otvorem. Podchycení se provede pomocí dřevěných sloupků z hranolu 150/150, případně kulatinou Ø150. Stropní panely jsou široké 1200 nebo 2400 mm. Podlaha v místě podepření se vybourá až na stropní panel, aby nedošlo ke stlačení měkkých vrstev v podlaze a tím k poklesu stropu. Protože panely jsou dutinové, hrozí při určité poloze sloupků jejich prolomení do dutiny. Proto je nutné nahoře i dole podložit sloupky roznášecím prahem profil 150/100. Vůči těmto prahům budou sloupky vyklínovány (pozor, nikoliv prahy vůči betonu, protože potom by prahy ztrácely smysl). Sloupy budou osazeny s roztečí 1 m tak, aby každý panel podpíraly nejméně dva sloupky a budou v prazích zajištěny proti vybočení. Celé podepření bude co nejblíže u stěny (max. 0,5 m) Vlastní otvor se bude bourat technologií řezání. Nejprve je nutné vyříznout drážky, do kterých se vloží navržené sloupky z profilu 2 x U 120 svařených do uzavřeného profilu. Alternativně je možné použít jeden profil HE140A. Stojka se opatří nahoře i dole patními plechy 150/150/10. Po vložení do drážky ve zdi se řádně vyklínuje a podlije cementovou maltou tak, aby působila celoplošně. Další práce je možné provádět až po zatvrdnutí této malty. Potom se provede vyříznutí zbývající plochy panelů a mezi dříve osazené sloupky se vevaří vodorovný nosník z profilu Ič.200. Ten se následně pečlivě vyklínuje proti výše položené konstrukci a mezera se vyplní cementovou maltou. V konečné fázi se rám obloží sádrokartonem případně i s přilehlými stěnami. 6. Bezpečnost a ochrana zdraví Jedná se o technologicky náročnou akci, která musí probíhat pod dohledem oprávněné osoby. Při práci je nutné dodržovat všechny bezpečnostní předpisy podle platné legislativy. Zpracoval: ing. Vladimír Kováč V Praze 3.2.2012 7