ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta stavební KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled Petr Hájek, Ctislav Fiala Praha 2011 Evropský sociální fond Praha & EU: Investujeme do vaší budoucnosti
KPKP KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB Komplexní přehled Petr Hájek Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
KPKP - přednášky TýdenObsah přednášek 1 Základní třídění a vývoj konstrukcí pozemních staveb 2 Požadavky na pozemní stavby Konstrukční systémy komplexní přehled I 3 Svislé konstrukce požadavky a principy konstrukčního řešení 4 Svislé konstrukce materiálové a technologické varianty; Otvory v nosných stěnách 5 Stropní konstrukce požadavky a principy konstrukčního řešení 6 Stropní konstrukce materiálové a technologické varianty; Předsazené konstrukce 7 Obvodové pláště budov, výplně otvorů okna 8 Příčky, podlahy, podhledy 9 Schodiště požadavky, tvarové řešení, konstrukční zásady, varianty 10 Střechy, střešní pláště 11 Základové konstrukce, spodní stavba, hydroizolace spodní stavby 12 Konstrukční systémy pozemních staveb halové a velkorozponové objekty komplexní přehled II KOSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled
Domácí úkol vypracujte rozbor funkcí subsystému vámi vybrané budovy viz popis zadání a vzor v samostatném souboru KOSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled
Literatura a další studijní podklady Hájek P. a kol.: Konstrukce pozemních staveb 1 Nosné konstrukce I, skriptum ČVUT, Praha 2006 (2004) přednášky v pdf souborech na webu: http://kps.fsv.cvut.cz cz firemní podklady výrobců stavebních materiálů prospekty + webové stránky přehled další doporučené literatury je uveden ve skriptu a v přednáškách na webu KOSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled
ÚVOD DO PROBLEMATIKY KONSTRUKCÍ POZEMNÍCH STAVEB
Obory stavebnictví pozemní stavby dopravní stavby a podzemní stavby vodohospodářské stavby speciální stavby
Základní třídění pozemních staveb funkční třídění pozemních staveb - stavby pro bydlení -občanské stavby - průmyslové stavby -zemědělské stavby materiálové třídění - dřevěné konstrukce - konstrukce z kamene - konstrukce z keramických materiálů - betonové konstrukce - kovové konstrukce technologické třídění - zděné konstrukce - monolitické konstrukce - prefabrikované konstrukce stavebně ě konstrukční kč rozdělení budov - jedno a vícepodlažní budovy - halové a velkorozponové budovy -výškové budov a speciální konstrukce k budov základní třídění pozemních staveb
Funkční třídění Stavby pro bydlení obytné domy: bytové domy, rodinné domy stavby pro individuální rekreaci: chaty, rekreační domy Občanské stavby stavby pro zdravotnictví a sociální péči: nemocnice, zdravotní střediska, jesle, dětské domovy, lázeňské domy. školské stavby: mateřské školy, školy sportovní stavby: tělocvičny, sportovní haly, hřiště, stadiony stavby pro kulturu: divadla, kina, výstaviště stavby pro služby, obchod a veřejné stravování: obchodní domy, restaurace stavby pro dočasné ubytování: hotely, penziony, ubytovny, motely budovy pro dopravu a spoje: haly letišť, nádraží, pošty aj. administrativní budovy Průmyslové stavby výrobní objekty, skladovací objekty, budovy pro energetiku (haly, vícepodl.) Zemědělské stavby stáje, chlévy, vepříny, ovčíny, seníky, skleníky, sklady funkční třídění
Materiálové třídění dřevěné konstrukce konstrukce z hraněného a deskového řeziva konstrukce lepené z dřevěných lamel konstrukce k na bázi dřeva (z překližek, ř k z aglomerovaného dřeva aj.) konstrukce z kamene e konstrukce z lomového kamene konstrukce z opracovaného kamene konstrukce z keramických materiálů konstrukce z cihel a cihelných tvárnic cihelné konstrukce vyztužené a předpjaté betonové konstrukce konstrukce z prostého betonu konstrukce železobetonové konstrukce z předpjatého betonu konstrukce z lehčeného betonu materiálové třídění
kovové konstrukce ocelové konstrukce k konstrukce z litiny konstrukce z ostatních kovů a kovových slitin (Al, dural) konstrukce na bázi skla, plastů, textilií, pryže a přírodních materiálů (rákos, sláma, bambus, papyrusové listy, led, hlína, kůže aj.) materiálově kombinované konstrukce spřažené ocelobetonové konstrukce keramicko betonové konstrukce aj. materiálové třídění
Technologické třídění zděné konstrukce monolitické konstrukce prefabrikované konstrukce technologicky kombinované konstrukce - prefa-monolitické konstrukce technologické třídění
Technologické třídění zděné ékonstrukce: k - z kusových staviv nebo dílců menších rozměrů vyzděné na maltu nebo jinou tenkovrstvou hmotu (lepidlo, PU pěnu ); - celistvost je zajištěna skladbou prvků (vazbou zdiva); - mohou být kamenné, z keramické nebo z nepálené hlíny, betonové nebo pórobetonové ) + snadná manipulace, tvarová rozmanitost - omezená rychlost výstavby - omezení výstavby v zimním období technologické třídění
Technologické třídění monolitické konstrukce: k - realizovány přímo na stavbě odlitím do bednění; s ostatními částmi konstrukce tvoří jednolitý celek + tvarová rozmanitost, možnost individuálního id návrhu s ohledem na tvar, zatížení, namáhání - bednění a odbedňování, konstrukce je únosná až po vytvrdnutí, mokrý proces na stavbě, provádění v závislosti na klimatických podmínkách technologické třídění
Technologické třídění prefabrikované konstrukce: - konstrukce složeny na stavbě s předem vyrobených dílců, které jsou realizovány mimo staveniště ve výrobně, ě na stavbu transportovány a osazeny - prefabrikace v různých stupních: prvková, plošná, prostorová - možnost využití u řady materiálů: keramika, beton, ocel, dřevo + podporují rychlost výstavby, okamžitá únosnost prvků, výroba v laboratorních podmínkách (stálá teplota, vlhkost, dávkování směsí ) - náročné č na projekt a přípravu (modulová skladba ), náročný transport, nutnost řešit stykování, tj. zajistit vzájemné spolupůsobení technologické třídění
Technologické třídění prefa-monolitické konstrukce: k - část konstrukce připravena ve výrobně, zmonolitnění je provedeno na stavbě; - prvky sami o sobě nemají dostatečnou únosnost!!!, jsou navrženy na zatížení při manipulaci i a transportut + snazší doprava a manipulace, prvky tvoří zpravidla ztracené bednění,,je v nich osazena nosná výztuž - nutné dočasné podepření, není odstraněn ě mokrý kýproces technologické třídění
Stavebně konstrukční třídění jedno a vícepodlažní konstrukce halové a velkorozponové konstrukce výškové konstrukce speciální konstrukce (superkonstrukce apod.) stavebně konstrukční třídění
Členění konstrukčního systému na subsystémy nosné konstrukce - základy + zákl. půda - svislé nosné konstrukce - stropy - schodiště - nosné kce zastřešení kompletační konstrukce obalové a dělicí - obvodové pláště -příčky - výplně otvorů - podlahy -střešní pláště technické - elektroinstalace - sanitární instalace zařízení budovy - rozvod plynu - vytápění -vzduchotechnika h funkční a - interiérové vybavení technologické - exteriérové vybavení vybavení členění na subsystémy
VÝVOJ KONSTRUKCÍ POZEMNÍCH STAVEB
VÝVOJ KONSTRUKCÍ POZEMNÍCH STAVEB Vývoj konstrukcí pozemních staveb je ovlivněn vývojem techniky a společnosti 4 složky vývoje: Vývoj materiálové základny Vývoj architektury vzájemná interakce složek vývoje Vývoj techniky konstrukčního návrhu Vývoj technologie výstavby vývoj konstrukcí pozemních staveb
HISTORIE STAVĚNÍ před naším letopočtem 3000 - zdivo z nepálené hlíny Mezopotámie 2600 - valená klenba, sloupy z kamenných bubnů - Mezopotámie 2500 - kamenné zdivo z opracovaných kvádrů pyramidy Egypt 2000 - zdivo z pálených a glazovaných cihel Mezopotámie 1500 - hutnictví železa Indové, Chetité 750-4-5ti podlažní zděné domy s trámovými stropy Théby 150 - hydraulická malta litý beton Řím náš letopočet 250 -visuté mosty ze železa e Čína a 1150 - gotický skeletový systém - Francie 1678 - Hookeův zákon 1779 - první litinový most v Anglii 1849 - vynález železobetonu (patentován J. Monierem 1867) 1851 - Crystal Palace Londýn 1879 - Edisonova žárovka 1883 - první mrakodrap s ocelovým skeletem (60 m) Chicago USA 1889 - Eiffelova věž (300 m) Paříž 1892 - první několikaposchoďová budova ze železobetonu - Henebique vývoj konstrukcí pozemních staveb
20. století 1901 - patentován betonový panelový systém (realizace 1904) 1912 - palác Lucerna (železobetonový skelet) 1922 - železobetonová skořepina 1924 - počátek průmyslové výroby umělých hmot 1931 - Empire State Building (381 m + 68 m anténa) New York 1950 - výroba polystyrenu (Německo) 1966 - World Trade Center (412 m) -ocelová konstrukce, k New York 1973 - solární rodinný dům v Delaware USA 80% energie sluneční 1974 - Sears Tower 442 m (527) ocelová konstrukce Chicago 1987 - Brundtladt Report definice trvale udržitelného rozvoje 1992 - Agenda 21 Rio de Janeiro 1996 - Petronas Towers (452 m) ocelová konstrukce Kuala Lumpur 1999 - Agenda 21 pro udržitelnou výstavbu CIB Současnost 2008 - Burj Dubai nejvyšší konstrukce světa (818 m) do 650 m železobeton - nízkoenergetické stavby, využívání obnovitelných zdrojů energie a materiálů, integrace solárních a fotovoltaických systémů.. vývoj konstrukcí pozemních staveb
Nejvyšší budovy světa zdroj: www.skyscraperpage.com p
SOUČASNOST 2010 Burj Khalifa (Dubai) nejvyšší budova světa (828 m vč. antény), 162 pater z čehož 160 je užitných. do 650 m železobeton do 600 m čerpaný beton
SOUČASNOST Energeticky efektivní stavby - nízkoenergetické stavby, pasivní domy - nulové, plusové domy - využívání obnovitelných zdrojů energie - integrace solárních systémů - větrné turbíny, tepelná čerpadlap
SOUČASNOST Materiálově efektivní konstrukce - optimalizace spotřeby materiálů - obnovitelné zdroje materiálů (přírodní..) í - nové druhy kompozitních a vysokohodnotných materiálů - recyklované a recyklovatelné materiály
TEDNENCE A SMĚRY VÝVOJE V POZEMNÍCH STAVBÁCH snižování celkové energetické náročnosti budov snižování materiálové náročnosti staveb omezování negativních vlivů staveb na okolní prostředí recyklace stavebních materiálů využití recyklovaných materiálů ve výstavbě omezování používání materiálů s nezajištěnou recyklovatelností realizace staveb s řízenou životností zvyšující se stupeň zprůmyslnění výstavby integrované konstrukce převažující tendence modernizací a rekonstrukcí staveb nad jejich demolicemi vývoj konstrukcí pozemních staveb