Úvod do pozemního stavitelství

Transkript

1 Úvod do pozemního stavitelství 6/12 ZS 2018 Ing. Michal Kraus, Ph.D.

2 Budovy jsou členění na trakty - prostorové části budovy vymezené dvěma vzájemně následnými vertikálními rovinami, procházejícími geometrickými osami svislých nosných konstrukcí (stěn nebo sloupů). Podle polohy v budově rozeznáváme: Trakty podélné Rovnoběžné s podélnou osou budovy Trakty příčné Kolmé k podélné ose budovy Budovy mohou být jednotraktové nebo vícetraktové

3

4 Konstrukční systém je celek složený z navzájem propojených a spolupůsobících konstrukčních prvků, které jsou vzhledem k vnějšímu působení ve vzájemné interakci. Konstrukční systém musí odolávat působení okolního prostředí. Nejdůležitější funkcí konstrukčního systému jefunkce nosná. Volba konstrukčního systému závisí na parametrech objektu: prostorové řešení objektu, půdorysný tvar, výška objektu, rozpony stropů, materiál a technologie výstavby. V případě pozemních staveb rozlišujeme konstrukční systémy vícepodlažních budov a konstrukční systémy halových budov.

5 Konstrukční systém vícepodlažních budov je především charakterizován svislými nosnými konstrukcemi, která přenášejí veškerá zatížení prostřednictvím základů do základové půdy a zabezpečují stabilitu celé budovy. Vodorovné konstrukce přenášejí zatížení do svislých konstrukcí. Konstrukční systém halových budov je charakterizován převážně konstrukcemi zastřešení (zastropení na velké rozpony).

6 Konstrukční systém vícepodlažních budov dle druhu svislých prvků Systémy stěnové Systémy skeletové Systémy kombinované Systémy jádrové Superkonstrukce Dle orientace svislých nosných konstrukcí vzhledem k osám budovy rozlišujeme systémy příčné, podélné a obousměrné. Podle použité stavební technologie rozeznáváme systémy zděné, systémy monolitické, systémy prefabrikované a systémy kombinované

7 Stěnové systémy Nosné stěny přenášejí zatížení stropních konstrukcí a účinky vodorovných sil (větru) do základů. Kromě nosné funkce mohou plnit i další funkce tepelně-izolační, akustické, protipožární Nosné stěny mohou být v budově uspořádány podélně s osou budovy, kolmo k ose budovy nebo obousměrně. Nosné stěny jsou plné nebo mají otvory, které však mohou mít pouze omezenou velikost.

8 Stěnové systém podélný Nosné stěny rovnoběžné s podélnou osou budovy tvoří podélné trakty. Stropní konstrukce jsou ukládány v kolmém směru k podélné ose budovy. Prostorovou tuhost vodorovných sil zajišťují v podélném směru samy nosné stěny, v příčném směru jetuhost zajišťována stropními konstrukcemi a ztužujícími stěnami. Vnější stěny musí splňovat taktéž požadavky tepelně-technické. Vzhledem k statické funkci nosných stěn je omezena velikost otvorů. Fasády jsou značně masivní a málo architektonicky variabilní. Předností je poměrná dispoziční volnost a variabilita půdorysu. Nevýhodou jemalá tuhost systému (použitelnost pro nízkopodlažní objekty).

9 Stěnové systém podélný

10 Stěnové systém příčný Nosné stěny kolmé k podélné ose budovy tvoří příčné trakty. Stropní konstrukce jsou ukládány v podélném směru. Prostorová tuhost v příčném směru je zajištěna samotnými nosnými stěnami, v podélném směru pak stropními konstrukcemi. Vnitřní nosné stěny mohou být využity pro zajištění zvukové izolace (mezi byty, hotel. pokoji). Obvodové stěny nenosné mají především tepelně izolační funkcí a umožňují variabilní ztvárnění fasády Nevýhodou jemenší dispoziční volnost a variabilita. Výhodnou je vysoká prostorová tuhost (vysoké objekty)

11 Stěnové systém příčný

12 Stěnové systém obousměrný Nosné stěny jsou uspořádány v podélném i příčném směru. Stropní konstrukce mohou být uloženy v obou směrech. Systém jestaticky výhodný, má velkou prostorovou tuhost a je použitelný pro výškové budovy. Nevýhodnou jevelmi omezená variabilita půdorysu. Obousměrné stěnové systémy se zpravidla realizují z monolitického betonu nebo se montují z prefabrikovaných stěnových dílců (panelů).

13 Stěnové systém obousměrný

14 Skeletové systémy Princip skeletových systémů spočívá v úplném oddělení funkcí svislých prvků. Nosnou funkci přebírají sloupy, nenosné stěny paktvoří funkci izolační. Zatížení ze stropních konstrukcí je do sloupů přenášeno prostřednictvím rámových příčlí, hlavic nebo přímo. Skeletové systémy jsou ve srovnání se stěnovými systémy méně tuhé, ale umožňují volnou dispozici a variabilní ztvárnění průčelí. Podle způsobu přenášení zatížení rozlišujeme skelety na: Skelety rámové (průvlakové) Skelety hlavicové (hřibové) Skelety deskové

15 Skelety rámové (průvlakové) Základní skladební jednotkou je skeletový rám tvořený dvěma sloupy (stojkami) a průvlakem (rámovou příčlí). Zatížení stropů se přenáší dosloupů pomocí rámových příčlí. Rámy mohou být jednopodlažní či více podlažní Podle prostorového uspořádání rozeznáváme: Podélné rámy Příčné rámy Obousměrné rámy

16 Podélné rámy Průvlaky jsou rovnoběžné s podélnou osou budovy. Podélné rámy mají malou prostorovou tuhost a využívají se pouze pro nízkopodlažní budovy. Podélně uspořádané rámy zastiňují vnitřní prostory a omezují možnosti ztvárnění průčelí. Jejich výhodou je vedení podélných instalací pod stropy

17 Podélné rámy

18 Příčné průvlaky Průvlaky jsou kolmé k podélné ose budovy. Skelety s příčnými rámy poměrně dobře odolávají účinkům vodorovného zatížení a jsou použitelné i pro vícepodlažní výstavbu. Příčné rámy umožňují variabilní ztvárnění průčelí a nezastiňují vnitřní prostory budovy. Nevýhodou je komplikovanost vedení instalačních rozvodů pod stropy.

19 Příčné průvlaky

20 Obousměrné rámy Průvlaky jsou ve směru podélné i příčné osy budovy. Obousměrné průvlaky vytváření prostorové rámy s velkou tuhostí, které jsou užívané především pro výškové stavby a stavby s velkým zatížením větru.

21 Obousměrné rámy

22 Skelety hlavicové (hřibové) Skeletové hlavice přenášejí zatížení stropů do sloupů prostřednictvím rozšířených sloupových hlavic (tzv. hřibových hlavic). Hřibová hlavice, která navazuje na sloup a zajišťuje bezpečnost desky proti propíchnutí a zkracuje její účinné rozpětí. Hlavicové skelety jsou velmi únosné a používají se pro objekty s velkým zatížením stropů (zejména pro objekty výrobní a skladovací). Nevýhodou jsou v podhledu viditelné hlavice a dále obtížné vedení svislých instalačních rozvodů a odpadů.

23 Skelety hlavicové (hřibové)

24 Skelety deskové Skelety deskové mají stropní konstrukci podporovanou přímo sloupy. U tenkých desek existuje reálné nebezpečí tzv. propíchnutí desky sloupem. Deskové skelety mají malou tuhost a musí být doplněny ztužujícími jádry. Používají se na budovách s malým zatížením stropů, zejména na stavbách pro bydlení a u občanských staveb. Výhodou deskových skeletů je rovný podhled a možnost obousměrného horizontálního rozvodu instalací.

25 Skelety deskové

26 Kombinované systémy Kombinované systémy vycházejí z předností výše uvedených konstrukčních systémů. Kombinací nosných stěn a sloupů vznikají různé prostorové útvary s velkou tuhostí.

27 Jádrové systémy Jádrové konstrukční systémy přenáší zatížení budovy do základů středním tuhým jádrem. Do jádra se umisťují provozy a funkce nevyžadující přímé osvětlení a větrání. Konstrukce jednotlivých podlaží jádrových systémů mohou být neseny: Primární spodní horizontální nosnou konstrukcí konzolově vyloženou z jádra nad parterem Primární horní nosnou konstrukcí vyloženou v hlavě jádra, na které jsou po obvodu zavěšeny stropy nižších podlaží Stropy jednotlivě vykonzolovanými z jádra, dokterého se přenášejí veškerá zatížení přímo.

28 Jádrové systémy

29 Jádrové systémy Jádrové systémy se používají převážně na výškových tavbách o čtvercovém nebo kruhovém půdorysu. Jejich předností je uvolnění parteru, zjednodušené zakládání a možnost výrazného architektonického ztvárnění budov.

30 Jádrové systémy

31 Jádrové systémy

32 Jádrové systémy

33 Superkonstrukce Superkonstrukce jsou dvoustupňové stavební konstrukce. Superkonstrukce vznikají soustředěním zatížení do omezeného počtu mohutných prvků hlavní nosné konstrukce, do které je vložena druhotná (sekundární) konstrukce. Primární nosná konstrukce je obvykle tvořena super-rámem, jehož jednotlivá podlaží mají výšky odpovídající několika podlaží vložených. Do prostoru superrámu je vložena sekundární konstrukce. Sekundární konstrukce tvoří jednotlivá podlaží. Superkosntrukce se používá pro extrémně vysoké budovy (nad 50 podlaží).

34 Superkonstrukce

35 Volba konstrukčního systému vychází z parametrů: Účel, prostorové řešení a tvar objektu Územní a staveništní podmínky Rozpony a zatížení stropů Konstrukční výšky podlaží Materiálová báze a technologické možnosti Základové podmínky Vlivy okolního prostředí

36 Volba konstrukčního systému vychází z parametrů: Požární bezpečnost Požadavky provozně technické Architektonické požadavky Energetická náročnost stavby a provozu Předpokládaná životnost objektu Investiční a provozní náklady aj.

37 halových objektů vytvářejí volné prostory bez vnitřních podpor. Pro halové objekty jsou používány různé druhy zastřešení, např. konstrukce vazníkové, lomenicové, skořepinové, visuté střešní soustavy, příhradové desky, soustavy nesené tlakem (pneumatické) apod.

38 halových objektů

39 halových objektů

40 Děkuji za pozornost Ing. Michal Kraus, Ph.D.