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 SVISLÉ NOSNÉ KONSTRUKCE Nosné stěny, sloupy a pilíře Petr Hájek Ctislav Fiala Fakulta stavební ČVUT v Praze
TECHNOLOGICKÉ A MATERIÁLOVÉ ROZDĚLENÍ zděné konstrukce: z kamene z keramických a jílových materiálů z betonu a lehčeného betonu vápenopískové vrstvené zděné konstrukce vyztužené a předepnuté zdivo monolitické konstrukce: betonové železobetonové do systémového bednění/se ztraceným bedněním prefabrikované konstrukce: betonové a železobetonové z keramických a jílových materiálů ocelové technologicky a materiálově kombinované konstrukce: dřevěné (masivní stěnové a skeletové, lehké sloupové) plastové
KAMENNÉ STĚNY, SLOUPY A PILÍŘE Kamenné zdivo lomové zdivo haklíkové zdivo KAMENNÉ STĚNY
Kamenné zdivo řádkové zdivo kyklopské zdivo kvádrové zdivo KAMENNÉ STĚNY
Tradiční kamenné zdivo vazba rohu kamenné stěny Výhody: vysoká únosnost, trvanlivost a odolnost využití lokálních zdrojů?!? akumulační č schopnosti zdiva Nevýhody: velká pracnost (opracování prvků, hmotnost prvků) minimální tepelně izolační vlastnosti KAMENNÉ STĚNY
novodobé kamenné stěny: gabionové stěny použití: vodohospodářské stavby : zpevňování svahů, gabionové matrace (plošný prvek) pro budování svahů resp. dna umělých vodních nádrží apod. inženýrské stavby : portály silničních a železničních tunelů, křídla mostů pozemní stavby : bezpečnostní a ochranné ploty, prostorové konstrukce pro popínavé rostliny, akustické stěny, hrazení skládek různých materiálů, protierozní stavby, rampy... interiéry, ié exteriéry : obklady, sloupy, sítě pro popínavé rostliny
gabionové stěny Výhody: stabilita, variabilita, bez dilatačních spár, možnost dodatečného napojení bez pracovních spár, schopnost dotvarování, mělké zakládání přírodní vzhled recyklovatelnost (možnost odstranění a zpětného využití materiálů) vynikající zvukový útlum okamžitá únosnost přirozená součást terénu suchá montáž možno provádět i v zimních podmínkách nenarušují přírodní vodní režim (absorbují energii vody, propouští p vodu) Nevýhody: velká pracnost minimální tepelně izolační vlastnosti
Smíšené zdivo cihla kámen KAMENNÉ STĚNY
Kamenné sloupy a pilíře kamenné monolitické sloupy KAMENNÉ SVISLÉ KONSTRUKCE
Kamenné sloupy a pilíře kamenné sloupy z dílců (bubnů) KAMENNÉ SVISLÉ KONSTRUKCE
SVISLÉ NOSNÉ KONSTRUKCE NA BÁZI DŘEVA masivní konstrukce stěn roubené stěny masivní sendvičové stěny sloupkové konstrukce stěn masivní skelet kl hrázděná konstrukce lehký skelet (systém 2x4) DŘEVĚNÉ KONSTRUKCE
DŘEVĚNÉ SLOUPY A STĚNY Tradiční roubené konstrukce stěn Těsnění podélných spojů: z horizontálně uložených trámů v nároží jílové vymazávky (historické konstrukce) spojených přeplátováním mechové vycpávky (historické konstrukce) těsnění tloušťka ovčím stěny rounem 150 200 mm podezdívka dí min. 600 mm nad terén filcové vložky flexibilní (pružná pěna) pryžové vložky (butylové pásky) DŘEVĚNÉ STĚNY
Roubené konstrukce stěn novodobé konstrukce Problém: tepelně izolační vlastnosti jednovrstvé stěny
Roubené konstrukce stěn nosné stěny a dělicí konstrukce Výhody: využití dřeva jako obnovitelného materiálu, recyklovatelnost specifický vzhled krátká doba realizace, okamžitá únosnost suchá montáž, možno provádět i v zimních podmínkách Nevýhody: velká pracnost minimální tepelně izolační vlastnosti u jednovrstvé stěny velké deformace dřeva vlivem vysychání a změn vzdušné vlhkosti nerovnoměrné ě sesychání (exteriér X interiér) é) DŘEVĚNÉ STĚNY
Roubené konstrukce stěn novodobá sendvičová konstrukce DŘEVĚNÉ STĚNY
Prefabrikované stěnové systémy z lepeného dřeva
Prefabrikované stěnové systémy z lepeného dřeva DŘEVĚNÉ STĚNY
Prefabrikované stěnové systémy z lepeného dřeva Výhody: využití dřeva jako obnovitelného materiálu, recyklovatelnost krátká doba realizace prefabrikované stěny, okamžitá únosnost suchá montáž, možno provádět i v zimních podmínkách Nevýhody: pečlivé řešení detailů s ohledem na průvzdušnost a šíření vlhkosti konstrukcí DŘEVĚNÉ STĚNY
NORWEGIAN HOUSE EUROPEAN VILLAGE - MALMÖ
Dřevěné sloupové konstrukce masivní skelet Výhody: využití dřeva jako obnovitelného materiálu, recyklovatelnost suchá montáž, možno provádět i v zimních podmínkách Nevýhody: pečlivé řešení detailů s ohledem na průvzdušnost a šíření vlhkosti konstrukcí nižší tepelná akumulace stavby náročnější č ě spoje prvků
Hrázděné konstrukce dřevěný sloupový skelet s výplní zpravidla z cihel DŘEVĚNÉ STĚNY
Sloupkové konstrukce stěn lehký skelet opláštěná ě á kostrová ákonstrukce k plášť: překližka, OSB desky, sádrokarton, cementotřískové desky Systém 2 x 4 (two by four) DŘEVĚNÉ STĚNY
Sloupková konstrukce 2 x 4 Výhody: využití dřeva jako obnovitelného materiálu rychlá montáž suchý proces možno prefabrikovat do celých stěn Nevýhody: malá tepelná akumulace stavby pečlivé řešení detailů s ohledem na průvzdušnost a šíření vlhkosti konstrukcí
Prefabrikované stěnové konstrukce na bázi dřeva
DŘEVĚNÉ SLOUPY Dřevěné sloupy celistvé z hraněného řeziva složené (lepené, sbíjené, lepené lamelové) členěné DŘEVĚNÉ SVISLÉ KONSTRUKCE
STĚNY Z KERAMICKÝCH MATERIÁLŮ ČSN EN 1996 1 1, Eurokód 6: Navrhování zděných konstrukcí Pevnostní značka cihel a tvárnic pevnost v tlaku v MPa: 25 2.5, 4, 5, 7, 10, 15, 20, 25, 30, 35 MPa Pevnost zdiva je závislá na pevnosti cihel a pevnosti malty viz EC6 (tab. 2 ČSN 73 1101) Tradiční cihelné stěny CP cihla plná CDm cihla děrovaná metrická vazba zdí z klasických cihel Výhody: jednoduchá technologie vysoká variabilita Nevýhody: pomalá výstavba, ýt vysoká pracnost STĚNY Z CIHELNÝCH MATERIÁLŮ
Režné zdivo z plných cihel
Stěny z keramických tvárnic SVISLÉ KONSTRUKCE Z KERAMICKÝCH MATERIÁLŮ
Principy zajištění vysokých tepelně technických parametrů: množství žtía uspořádání dutin v tá tvárnici ii vylehčení keramické hmoty svislé spáry: suché, zámkové spoje vodorovné spáry: tepelně izolační malty lepení tenkovrstvými tmely velmi přesné kalibrované tvárnice speciální rohové tvárnice vyplnění dutin tepelněizolační hmotou tepelně izolační omítky SVISLÉ KONSTRUKCE Z KERAMICKÝCH MATERIÁLŮ
Stěny z keramických tvárnic principy i zajištění vysokých tepelně ě izolačních č íhparametrů: ů SVISLÉ KONSTRUKCE Z KERAMICKÝCH MATERIÁLŮ
Cihelné sloupy a pilíře zvýšení únosnosti sloupů a pilířů vložením třmínků do ložných spár opláštěním vyztuženou omítkou nebo ocelovými objímkami
Stěny z nepálené hlíny SVISLÉ KONSTRUKCE Z NEPÁLENÉ HLÍNY
Zdivo z prvků z nepálené hlíny
STĚNY Z BETONOVÝCH TVÁRNIC nosné stěny (vnitřní i obvodové s následným zateplením): SVISLÉ KONSTRUKCE Z BETONOVÝCH TVÁRNIC
Stěny z betonových tvárnic tepelně ě izolační č obvodové stěny: SVISLÉ KONSTRUKCE Z BETONOVÝCH TVÁRNIC
STĚNY Z TVÁRNIC NA BÁZI LEHKÝCH BETONŮ (ČSN EN 1996 1 1, Eurokód 6: Navrhování zděných konstrukcí) Způsoby zdění tvárnic tenkovrstvé tmely souvislé maltové lože přerušované maltové lože (malta v pruzích) bezmaltové (suché) zdění speciální tvárnice pro suché zdění TSZ STĚNY Z TVÁRNIC NA BÁZI LEHKÝCH BETONŮ
Stěny z pórobetonových tvárnic výhody: výborné tepelně izolační vlastnosti: λ = 0,08 0,17 W/mK malá objemová hmotnost homogenní materiál (stejné vlastnosti ve všech směrech) snadná zpracovatelnost nevýhody: omezená pevnost a malá odolnost proti vlhkosti
Stěny z pórobetonových tvárnic STĚNY Z TVÁRNIC NA BÁZI LEHKÝCH BETONŮ
Tvárnice s plnivem z lehčených materiálů keramzitbetonové tvárnice Liaporové tvárnice systém kalibrovaných tvárnic škvárobetonové tvárnice (dříve) STĚNY Z TVÁRNIC NA BÁZI LEHKÝCH BETONŮ
Zdicí prvky vápenopískové výhody: vysoká pevnost vysoká objemová hmotnost akustické vlastnosti akumulace formáty a technologie podporující prefabrikaci ekologický materiál (embodied CO 2, SO 2, energy) nevýhody: vysoká hmotnost
Zdicí prvky vápenopískové
MONOLITICKÉ BETONOVÉ STĚNY A SLOUPY (ČSN EN 1992 1 1: 1 1: Navrhování betonových konstrukcí, Část 1 1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby) velká únosnost v tlaku i ohybu dobré akustické a protipožární vlastnosti (u stěn) stěny: mohou být velmi tenké: 150 200 (250) mm sloupy: minimální rozměr sloupu: podle ČSN 250/250 mm podle EN 200/200 mm MONOLITICKÉ BETONOVÉ STĚNY A SLOUPY
Monolitické systémy se ztraceným bedněním dřevocementové ébdííd bednící desky: Velox, Durisol
Monolitické systémy se ztraceným bedněním MONOLITICKÉ BETONOVÉ STĚNY A SLOUPY
Monolitické systémy se ztraceným bedněním betonové a keramické bednící vložky:
Monolitické systémy se ztraceným bedněním EPS tvarovky ztraceného bednění: ě
Monolitické sloupy sloupové systémy
PREFABRIKOVANÉ BETONOVÉ STĚNY A SLOUPY tloušťka stěnových panelů (nosných): min. 100, 150, 200 mm minimální průřez prefabrikovaného sloupu: podle ČSN 150/150 mm podle EN 140/140 mm Prefabrikované betonové stěny jednovrstvé panely vrstvené (obvodové) panely Zajištění statického spolupůsobení ů stěnových panelů PREFABRIKOVANÉ BETONOVÉ STĚNY A SLOUPY
Prefabrikované betonové stěny stykování panelů Svislé styky stěnových dílců jsou tvořeny čely stěnových dílců, stykovým betonem nebo maltou a výztuží procházející příčně a podélně stykem. Ze statického hlediska je nutné opatřit čela stěnových dílců ů profilovanou styčnou č plochou, jedná se o tzv. hmoždinkový styk. Pevnost styku ve smyku je při této úpravě závislá především na únosnosti jednotlivých ozubů vznikajících příčným profilováním styčné č spáry. Tvar a rozměry ozubů mají podstatný vliv nejen na únosnost, ale i na deformační vlastnosti styků.
PREFABRIKOVANÉ BETONOVÉ STĚNY A SLOUPY
Prefabrikované betonové sloupy dílcové (více dílců na výšku podlaží) jednopodlažní vícepodlažní (konzolové) max. délka 18 m Styky sloupů kloubový styk tuhý styk PREFABRIKOVANÉ BETONOVÉ STĚNY A SLOUPY
PREFABRIKOVANÉ BETONOVÉ STĚNY A SLOUPY
PREFABRIKOVANÉ BETONOVÉ STĚNY A SLOUPY
VRSTVENÉ A KOMBINOVANÉ KONSTRUKCE STĚN vrstvené obvodové konstrukce kontaktní plášť vrstvené tvárnice tvárnice z vypěněného styroporu ztracené bednění z desek z dřevitých odpadů ztracené bednění z dílců z lehkého betonu VRSTVENÉ A KOMBINOVANÉ KONSTRUKCE STĚN
OTVORY V NOSNÝCH STĚNÁCH PŘEKLADY
OTVORY V NOSNÝCH STĚNÁCH kamenné překlady kamenné (monolitické) nosníky zděné klenuté překlady přímá klenba valená klenba OTVORY V NOSNÝCH STĚNÁCH
cihelné překlady zděné klenuté překlady přímá klenba (do 1,2 m) valená klenba (do 3 m) cihelné přímé překlady vyztužené (do 1,8 m) OTVORY V NOSNÝCH STĚNÁCH
ocelové překlady (2 6 m) cihelná výplň bt betonová výplň OTVORY V NOSNÝCH STĚNÁCH
železobetonové překlady monolitické, uložení min. 75%vzdálenosti 7,5% líců podpor nebo 200 mm prefabrikované (běžně do 3 m), min. uložení 150 mm OTVORY V NOSNÝCH STĚNÁCH
keramické překlady (kombinace keramických tvarovek s železobetonem) OTVORY V NOSNÝCH STĚNÁCH
V: 70 X 238 X 1000-3500 mm S: 75 X 250 X mm OTVORY V NOSNÝCH STĚNÁCH keramické překlady
překlady z lehkých betonů (kombinace tvarovek z lehkého betonu s železobetonem) OTVORY V NOSNÝCH STĚNÁCH