přednáška 7 vodorovné konstrukce –stropy. klenby · neprůzvučnost zabezpečuje...

Ing. Radim Kolář, Ph.D. Přednáška č. 7, 2014

VUT v Brně, Fakula stavební, Ústav pozemního stavitelství 1

BH 02 – Nauka o pozemních stavbách

Přednáška 7

Vodorovné konstrukce – stropy. Klenby

Přednášející: Ing. Radim Kolář, Ph.D. 4. 11. 2014

Funkční dělení vodorovných nosných konstrukcí

• Stropní – rozdělují budovu po výšce na jednotlivá podlaží

• Převislé – římsy, balkony, arkýře apod.

• Ustupující – lodžie, terasy

stropní převislé ustupující

ÚVOD




Skladba stropní konstrukce

• nosná konstrukce stropu

• podlaha (nenosná vodorovná konstrukce nad nosnou konstrukcí)

• podhled (nenosná vodorovná konstrukce pod nosnou konstrukcí)

ÚVOD


• Stropy jsou horizontální nosné konstrukce, které rozdělují prostor budovy v horizontálním směru na jednotlivé podlaží

• Tloušťka stropní konstrukce spolu s podlahou má být podle možností co nejmenší, aby se zbytečně nezvětšovaly konstrukční výšky podlaží a tím i celkový obestavěný prostor budovy

ZÁKLADNÍ POŽADAVKY A TŘÍDĚNÍ




Rozhodující kritéria pro volbu konstrukce stropu


• rozpon• únosnost• plošná hmotnost• horizontální tuhost• akustické vlastnosti• tepelně technické vlastnosti• požární odolnost

Na zajištění některých výše uvedených požadovaných funkcí se podílí nejen nosná konstrukce, ale celá skladba vč. podlahy a podhledu!!


Požadavky na stropní konstrukce


Stropy musí mít vlastnosti, které vyplývají z jejich funkce, jako dělící a nosné konstrukce. Především by měly splňovat tyto požadavky:

Únosnost a stabilitu• Musí bezpečně přenášet účinky vlastní tíhou, statické i dynamické užitné zatížení do

svislých podpor (stěny, sloupy).

Tuhost• Tuhostí stropních konstrukcí a jejich návazností na ostatní nosné konstrukce (jako

jsou např. vertikální nosné zdi a sloupy skeletu) je podmíněna tuhost stavby jako celku.

• Musí mít minimální průhyb.

Trvanlivost

Úspornost z hlediska materiálu




Zvukoizolační požadavky• index vzduchové neprůzvučnosti, kterým hodnotíme zvuk šířící se od zdroje zvuku

vzduchem – stropní konstrukcí – vzduchem• index kročejové neprůzvučnosti, kterým hodnotíme zvuk šířící se materiálem stropní

konstrukce • vzduchovou neprůzvučnost zabezpečuje strop svojí plošnou hmotností, kročejovou

neprůzvučnost zabezpečuje konstrukční řešení podlahy

Tepelně-technické požadavky• stropy nad exteriérem, stropy mezi prostory s odlišným provozem z hlediska teplot

Odolnost proti ohni a chemickým vlivům• odolnost stropů proti ohni je limitovaná časem (v minutách), po dobu kterého

konstrukce nesmí ztratit únosnost

Vodotěsnost• v závislosti na provozech mezi jednotlivými prostory


Požadavky na stropní konstrukce


Dělení stropních konstrukcí


� Podle konstrukčního řešení

– klenby

– plošné konstrukce

– nosníkové konstrukce

� Podle tvaru

– s rovným podhledem

– se zakřiveným podhledem

� Dělení podle technologie provedení

– monolitické stropy

– montované stropy

– prefamonolitické stropy

– zděné stropy (klenby)




� Podle materiálu rozeznáváme tyto základní skupiny stropů:

– dřevěné

– deskové (povalové stropy)

– nosníkové(trámové stropy, fošnové stropy, aj.)

– keramické

– cihelné klenby

– železobetonové

– deskové

– nosníkové (trámové, průvlakové, žebrové nebo kazetové vložkové)

– hřibové

– betonové klenby a skořepiny

– ocelové

– deskové (stropy z profilovaných plechů)

– nosníkové (stropy z ocelových nosníků)

– kombinované


Dělení stropních konstrukcí


1. prostě uložené – uložené na podporách na jednom poli

3. konzolovitě uložené – vetknuté k jedné podpoře

2. vetknuté – spojeno s podporami v jeden celek

4. Spojité– uložené přes více podpor


Statické působení stropních konstrukcí




• deskové

• nosníkové

• klenby


Principy konstrukčního řešení stropů


Nosníkové

Stropní deskové konstrukce mohou být podepřené:

a) na dvou protilehlých stranách (jednosměrně vyztužená deska)

b) po celém obvodu (obousměrně vyztužená deska)

c) lokálně sloupy nebo hřibovými hlavicemi

d), e) kromě těchto základních způsobů i na třech stranách, nebo na dvou přilehlých.


Deskové

• Nosník je konstrukční prvek přenášející účinky svislého zatížení převážně ohybem.

• Nosníky mohou být uloženy na svislé nosné konstrukci v jednom směru nebo mohou

probíhat ve dvou směrech – vzniká tzv. kazetová konstrukce.

• Nosníky mohou být uloženy na stěně nebo průvlaku.




Klenby

• Klenba je oblouková konstrukce zpravidla složená z kusových dílců (cihel), která

vzhledem k existenci spár mezi dílci není schopná přenášet tahová namáhání



Monolitické stropy



Výhody:

– jakýkoli tvar,

– vysoká únosnost,

– odolnost proti ohni,

– tuhost v horizontální rovině

Nevýhody:

– pracnost,

– sezónní provádění,

– mokrý proces, použití bednění,

– výztuž.

MONOLITICKÉ STROPY

Rozdělení podle tvaru: A) plošné – deskové B) prutové – nosníkové


A. Plošné (deskové)

Minimální tloušťka (d0) desky dle rozponu l (m) ve směru uložení: • nosné v jednom směru• nosná v obou směrech

a) vyztužené v jednom směru b) křížem vyztužené (v obou směrech)

MONOLITICKÉ STROPY




Prostě podepřená deskad0 = tloušťka deskyd0 ≥ 1/25 l až 1/20 ll0 = světlost rozpětíu = uloženíl = rozpětí (teoretická vzdálenost pro

výpočet)

Min d0 = 60 mm (!)

Prostě uložená spojitá deskad0 = tloušťka deskyd0 ≥ 1/30 l až 1/25 ll = rozpětí (vzdálenost středů podpor)

MONOLITICKÉ STROPY



Vetknutá deskad0 = tloušťka deskyd0 ≥ 1/35 l až 1/30 ll0 = l – světlost rozpětí je stejná

jako vzdálenost pro výpočet

Vetknutá spojitá deska• hospodárný návrh do l0 = 4,5 m• s náběhy do l0 = 6,0 m

d0 = tloušťka deskyd0 ≥ 1/35 l až 1/30 l

náběh 1/4 až 1/3 ld = 1/12 až 1/9 ld0 = 1/35 l

MONOLITICKÉ STROPY





Převislá deskad0 = tloušťka deskyd0 ≥ 1/10 l až 1/8 ll0 = l – světlost rozpětí je stejná

jako vzdálenost pro výpočet

MONOLITICKÉ STROPY



Desky lokálně podepřené sloupy nebo podepřené viditelnými hlavicemi (tzv. hřibové)• u skeletových konstrukcí • rozhodující pro návrh konstrukce je posouzení na protlačení desky v místě lokální podpory• jde o křížem vyztuženou konstrukci, je tedy nejvhodnější čtvercová osová vzdálenost

podpor• strop se vždy dělá jako spojitý přes několik polí a současně se navrhuje s konzolovitým

přesahem• minimální tloušťka stropu je 160 mm, zpravidla je větší.

Hřibové stropy – vhodnější pro větší rozpětí. Hlavice pomáhají přenášet zatížení a současně pomáhají přenášet namáhaní na protlačení. Nevýhodou je nerovný podhled.

MONOLITICKÉ STROPY


Deska lokálně podepřená s rovným podhledem




MONOLITICKÉ STROPY



B. Nosníkové stropy

MONOLITICKÉ STROPY

B1) Trámový• vzdálenost trámů 1,2 – 2,4 m• rozpětí až 8 m• podhled nerovný nebo krytý podhledem

B2) Žebrový • Vzdálenost žeber 0,6 – 1,2 m

B3) Žebírkový• Vzdálenost žebírek do 0,6 m. Rozpětí do 4,5 m

B4) Kazetový • Vzájemně se křížící žebra. Uloženy po celém

obvodě• Vhodné pro větší rozpětí místností. Větší tuhost

a menší průhyb




Materiálově se provádí pouze jako železobetonové. Jsou z jednoho

celku, bezespáré, vylité do bednění.

Pro urychlení výstavby se využívají především systémová bednění.

MONOLITICKÉ STROPY

Materiál a provádění

Základní prvky jsou:

• bednící dílce z vodovzdorných

překližek nebo ocelového plechu

• teleskopické stojky

• nosníky


MONOLITICKÉ STROPY

Pomocí bednění lze vytvářet i trámy (žebra), ale je to pracnější. Proto lze využít ztraceného bednění ve formě bednících tvarovek.

Materiál a provádění




Montované (prefabrikované) stropy

Výhody:• rychlá sériová výroba ve specializovaných výrobnách• možnost výroby rozměrných prvků vylehčených dutinami, čímž se zmenšuje jejich

hmotnost přepravných a zdvižných zařízení,• snížení pracnosti na stavbách• rychlá montáž přímo z dopravních prostředků bez technologických přestávek,• částečné vyloučení mokrých procesů ze staveb a• okamžitá únosnost stropních konstrukcí po jejich osazení,• úspora bednění a podpůrného lešení • menší závislost montážních prací na počasí a ročním období.

MONTOVANÉ STROPY

Rozdělení podle přenosu zatížení• plošné (desky, panely, povaly)

• nosníkové (nosník + výplň)

Rozdělení podle materiálu• železobetonové

• keramobetonové

• porobetonové

• dřevěné montované




Nevýhody:• možnost použití jen do určitých rozpětí

• vysoká hmotnost rozměrných prvků,

• možnost dopravy na ekonomicky omezené vzdálenosti,

• potřeba speciálních přepravných prostředků a zdvižných zařízení,

• zmenšená tuhost stavby,

• citlivost prefabrikovaných stropních prvků na sedání stavby a tepelné změny, –

důsledkem čehož vznikají trhliny v omítce podhledu a místě styku dvou

prefabrikovaných dílců,

• nutná přesná montáž

• na stropních prvcích s nižší plošnou hmotností jak 280 kg.m–2 je nedostatečná

zvuková izolace

• spoje prvků• prostupy

MONTOVANÉ STROPY


• plné nebo vylehčené dutinami

• materiál beton C 25/30, resp. C 30/37, vyztužený

• šířka 300 mm, výška 65, 90, 140 mm, pro rozpětí přibližně

do 3 m

• uložení vždy do lože z cementové malty min. 140 mm

• montáž jeřáby pomocí závěsných ok

• nejsou vhodné pro vytváření prostupů, musí se řešit

dobetonávkou

1. Nepředepnuté desky

MONTOVANÉ STROPY – ŽELEZOBETONOVÉ




• vyrábí se jako vylehčené.

• materiál beton C30/37, vyztužený.

• výšky 140, 160, 190 a 250 mm

• modulová šířka 600 nebo 1 200 mm

• délky panelů se pohybují v rozmezí od 3 580 v kroku 300 mm,

na zakázku možno po 25 mm

• maximální délka panelů cca pro rozpětí do 6,0 m

• uložení vždy do lože z cementové malty, délky min. 140 mm.

• vytváření prostupů v omezené míře je možné po posouzení

statikem, např. v místě otvorů.

2. Nepředepnuté panely




2. Nepředepnuté panely




• Při této výrobní technologii se do bednění ukládá předpínací ocelová výztuž, která se

napne a poté se prvek zabetonuje. Po dosažení předepsané pevnosti betonu se výztuž

povolí, čímž se prvek tzv. „předepne“. Pro předpjaté konstrukce se používá materiálů

(betonu i oceli) s mnohonásobě vyšší pevností než na běžné konstrukce.

• V důsledku vyšší tuhosti je možné prvky z předpjatého betonu navrhovat jako štíhlejší a na

větší rozpětí. Štíhlejší konstrukce mají menší zatížení vlastní tíhou a tím opět šetří

materiál.

• Panely skladebné šířky 1 200 mm s výškou 160, 200, 265, 320 a 400 mm se dodávají

na zakázku v délkách odstupňovaných po 10 mm.

• Beton pevnostní třídy C 45/55; vyztužený dle typu panelu ocelovými lany

• Nejmenší délka 2,0 m, největší délka panelů až 16,0 m

• Osazení do lože z cementové malty při uložení 100–150 mm v závislosti na délce panelu.


3. Předepnuté panely Spiroll


Prostupy:• na stavbě dodatečně lze vyřezávat pouze v dutinách• při provádění ve výrobně podle posouzení statikem

Jiné úpravy:• šikmé řezy• podélné řezy






• úprava podélné hrany je jiná než u ŽB panel

• rozpon až 16 m

• odlehčení dutinami

• podélné i šikmé řezy umožňují dílce přizpůsobit

dle rozponu stavby

• předpjatý beton pevnostní třídy C 45/55

• 6, 8, 10 nebo 13 ocelových lan









– vhodné pro velké rozpony – až 12 m (18m)

– velká zatížení (sklady, shromažďovací haly apod.)


4. Stropní TT panely


Vyrábí se jako: • základní• balkonové• se zvýšenou únosností• atypické – s prostupy a úkosy

Příklad keramicko-betonového stropního panelu(cihelná tvarovka, beton, výztuž)

MONTOVANÉ STROPY – KERAMOBETONOVÉ

Základní stropní panely HELUZ mají šířku 1200, 900 a 600 mm a délku od 1500 do 7250 mm v modulu po 250 mm.

Keramobetonové panely Heluz

• panely se ukládají na vyrovnaný železobetonový věnec nebo na srovnané obvodové a

nosné zdivo přes těžký asfaltový pás tl. 3,5 mm.

• skutečná min. délka uložení panelů na zdivu na stavbě ve směru délky panelu je 115

mm (tzv. skladebná délka uložení panelů kótovaná na výkresech je 125 mm)




MONTOVANÉ STROPY – KERAMOBETONOVÉ

Keramobetonové panely Heluz


• délka panelů do 6000 mm

• šířky panelů 625 mm

• uložení na zdivu min. 100 mm

• ukládání na pero a drážku nebo zalévací drážka

• na stavbě se nesmí zkracovat ani jinak tvarově

upravovat.

MONTOVANÉ STROPY – PÓROBETONOVÉ

Pórobetonové




Výhody

• malá plošná hmotnost

• nenáročná technologie výstavby (snadná doprava, snadná montáž)

• dobrá tepelná izolace

• snadné opracování dřeva

• okamžitá únosnost

Nevýhody

• malá odolnost proti ohni

• malá odolnost proti působení vody, vlhkosti (hniloba)

• náchylnost k napadení dřevokaznými škůdci (dřevokazný hmyz, dřevokazné

houby, plísně)

• netuhé v horizontální rovině

• poddajné z hlediska svislého zatížení (vykazují značné průhyby)

• špatné akustické vlastnosti

MONTOVANÉ STROPY – DŘEVĚNÉ

Dřevěné



Rozdělení dřevěných stropů

• povalové stropy

• trámové stropy

• stropy s viditelnými trámy (hořlavá konstrukce)

• stropy s rovným podhledem a násypem (smíšená konstrukce)

• fošnové stropy

• stropy z lepených, sbíjených a příhradových nosníků




• je tvořen soustavou polohraněných trámů (povalů) kladených vedle sebe a vzájemně

spojených klíny nebo hmoždinkami zajišťujícími jejich spolupůsobení

• používaly se v jednoduchých stavbách

• rozpětí do 4,5 m, spodní líc omítnut, horní hliněná mazanina nebo násyp s povaly

• vyrovnání horní plochy povalů je provedeno násypem, do kterého se na polštáře

klade dřevěná podlaha


1) Povalové stropy (plošné)


• hlavními nosnými prvky jsou nosníky, na které je uložena podpůrná konstrukce podlahy a podhled.

• nosníky zatěžují stěny lokálně v místech tzv. záhlavích trámů. • rozpětí max. 8 m, uložení min 150 mm do kapes (viz další snímek)• vzdálenost trámů dříve 0,8 – 1,2 m, v současnosti vzhledem k menším profilům méně • z horní strany je uložen záklop• ze spodní strany podbití


2) Trámové stropy (nosníkové)




Uložení trámu na zdivu




Klasická skladba trámového stropu:

Novodobá skladba trámového stropu:



2.1) s viditelnými trámy (hořlavé konstrukce)




• trámový strop s omítnutým podhledem a násypem (bez viditelných trámů)

• trámový strop se zapuštěným záklopem (snižuje konstrukční výšku podlaží)

• trámový strop s tzv. „rákosníky“



2.2) s rovným podhledem a násypem (smíšená konstrukce)

Klasické skladby stropů:




2.2) s rovným podhledem a násypem (smíšená konstrukce)

Novodobé skladby stropů:




• oproti trámovým mají menší spotřebu dřeva (cca 30 – 40 %).

• stropnice (stropní fošny) po osových vzdálenostech 300 – 625 mm

• použití v současnosti u moderních dřevostaveb

• dimenze přibližně (60 až 80)× (200 až 240) mm

• zabezpečené proti klopení křížovými vzpěrami vzdálenými od sebe 1,5 m.

• záklop tvoří prkny, OSB desky, příp. jiné plošné prvky

• podbití provedeno není, provádí se nejčastěji zavěšený podhled z SDK desek


3) Fošnové stropy (nosníkové)



3) Fošnové stropy (nosníkové)




Konstrukce trámového stropu Trámový strop s vloženým ocelovým prvkem a záklopem z OSB desek


Rekonstrukce trámového stropu


Kombinované (prefamonolitické) stropy



1. Nosníkové – nosníky, vložky, betonová směs (vložky

z keramiky, pórobetonu, betonu, cementotřískové panely,

panely z tvrdých plastů)

2. Ocelobetonové (kov + beton)

3. Filigránové (beton + beton)

4. Dřevobetonové stropy (dřevo + beton)

PREFAMONOLITICKÉ STROPY


Sestava z:• nosníky POT v osové vzdálenosti po 625 nebo 500 mm• vložek MIAKO – šířka vložek 525, 400, výšky 150, 190 a 230 mm, doplňková

vložka výšky 80 mm • betonové zálivky tloušťky 60 mm a výztuže z kari sítí


1. Nosníkové s vložkami – KERAMICKÉ




• délka nosníků 1,75 – 8,25 mm• tloušťka stropu 210 až 290 mm• nosníky se kladou na asfaltový pás uložený

na zdivu, do malty cementové tl. 10 mm, • uložení nosníků min. 125 mm • vložky se kladou na nosníky bez malty. • nosníky se podepřou (vzepřou), současně

s nosníky se ukládají krajní vložky.• prostor mezi nosníky a tvarovkami se zalije

betonem a nadbetonuje se monolit. deska min. 60 mm nad tvarovky.




Uložení nosníku POT na zdivo a napojení na ztužující věnec.

Uložení tvarovky Miako na zdivo a napojení na ztužující věnec.






• princip stejný jako u předchozího• nosníky v osové vzdálenosti po 680 mm• délka nosníků 1,0 až 7,6 m;• uložení nosníků min. 150 mm; • stropní vložky jsou z pórobetonu šířka 599 mm, výška 200 mm, délka 249 mm• nabetonávka 40 – 120 mm, celková tloušťka stropu 240 – 320 mm;• do zálivkového betonu se klade výztužná KARI síť.

2. Nosníkové s vložkami – PÓROBETONOVÉ



2. Nosníkové s vložkami – PÓROBETONOVÉ





3. Nosníkové s vložkami – BETONOVÉ



• strop Liapor- tvarovky z liaporbetonu

• strop Velux- ztracené bednění ze štěpkocementovýchdesek

• strop MEDMAX- polystyrenové stropní tvarovky


Další varianty skládaných nosníkových stropů




• z ocelových nosníků „I“ a keramických desek HURDIS

HURDIS desky– s kolmými čely nebo se šikmými čely + patky – šířka 250 mm, výška 80 mm– délka 1100 – 1200 mm– výška „I“ profilu podle rozpětí I120 až I220 – rozpětí cca 6 m


Nosníkové stropy HURDIS s ocelovými I profily

– podlahová vrstva

– beton

– vápenná malta

– HURDIS vložka

– omítka


Montáž:• položení I nosníků• na spodní přírubu patky na maltové lože• na patky se položí desky Hurdis se šikmými čely do maltového lože• na desky vápenná malta • zásyp nebo polystyrén• nad horní přírubou „I“ betonová mazanina min. 40 mm


Nosníkové stropy HURDIS s ocelovými I profily




• skládají se z trapézového plechu lisovaného a ŽB desky

• rozpětí samostatně cca do 3 m, jinak s ocelovými „I“

profily

• výška plechů 40 – 160 mm

• použití: obvykle jako součást ocelové konstrukce

U bytových a občanských staveb je zapotřebí věnovat pozornost:

• akustice (dvojitý prvek-nosná část, podhled)

• požární bezpečnosti (protipožární nástřik či podhled)


Ocelobetonové stropy


• řešeny jako tzv. spřažené nebo – nespřažené

Nespřažené• beton je pouze jako výplň, nespolupůsobí (viz předchozí snímek)

Spřažené • beton spolupůsobí a přenáší zatížení (min tl. 40 mm), vložena výztuž, přivařená k plechu


Ocelobetonové stropy




• Skládají se z dřevěného záklopů a nabetonávky ze ŽB.

• Použití: obvykle u rekonstrukcí objektů se stávajícími dřevěnými stropy.

• řešeny jako tzv. spřažené – beton spolupůsobí a přenáší zatížení (min tl. 40 mm),

• spolupůsobení zajištěno pomocí kotvících prostředků – hřebíků, trnů


Dřevobetonové stropy


• skládají se z betonové nenosné desky vytvářející bednění a nabetonávky

• tloušťka stopní konstrukce 120 – 250 mm,

• prefabrikovaný panel tl. 60 mm vč. příhradové výztuže

• desky prostě uložené

• rozpětí cca do 7,2 m


Filigránové stropy






Klenby



• nejstarší konstrukční prvek určený pro stropní konstrukce

(resp. pro vetší rozpětí)

• zakřivený tvar

• technologie provedení: zděné, monolitické

• materiál – kamenné, cihelné, železobetonové, betonové

• čelní oblouk – charakteristický znak kleneb pomyslný svislý příčný řez

Výhody• dlouhá životnost, statická únosnost, trvanlivost ve vlhkém prostředí, akustika

Nevýhody• pracnost, nerovný podhled, velká hmotnost, tl. stropní konstrukce.

KLENBY


Pata klenby – podpůrné konstrukce, které přenášejí šikmé tlaky od kleneb do svislých konstrukcí (někdy opěrami – zdi či táhla)

1 – opěra klenby 2 – klenák 3 – vrcholový klenák (závěrák) 4 – styčná spára 5 – ložná spára6 – pateční spára 7 – líc klenby 8 – rub klenby 9 – klenbová nadezdívka

KLENBY

Názvosloví kleneb


Pro únosnost klenby mají velký význam klenbová nadezdívka a zásyp klenby.



Valená

Klášterní

� Klenby dle tvaru a konstrukcevalená, klášterní, zrcadlová, neckovitá, česká, křížová, pruská, kopule,

hvězdicová

KLENBY


Zrcadlová

Neckovitá


hvězdicová

KLENBY




Křížová


hvězdicová

KLENBY


ČeskáPruská Kopule


hvězdicová

KLENBY




Valená klenba s lunetami

Hvězdicová


hvězdicová

KLENBY


– místo proniku ploch kleneb

– přejímá tlaky a přenáší je do podpor

– u nejstarších staveb jsou žebra mohutná

plní především statickou funkci

– později dochází funkce dekorativní

� Klenebné žebro

KLENBY




1 – dřevěný ramenát;2 – ložná spára;3 – pateční spára; 4 – vyložená patka klenby;5 – provázek pro kontrolu radiálního ukládání

klenáků

� Provádění kleneb

Falešná klenba

KLENBY


� Provádění zděné klenby

KLENBY




Sklípková klenba Gotická klenba Křížová klenba

� Další typy kleneb

KLENBY


� Klenby cihelné do ocelových nosníkůVýhoda – nízká k-ční výška, rychlé provádění, odolnost proti ohni

Nevýhoda – nerovnost podhledů

KLENBY


přednáška 7 vodorovné konstrukce –stropy. klenby · neprůzvučnost zabezpečuje...

Documents