BH52

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ
FAKULTA STAVEBNÍ
ÚSTAV POZEMNÍHO STAVITELSTVÍ
POZEMNÍ STAVITELSTVÍ I – BH52
Funkce a rozdělení převislých a ustupujících konstrukcí
Obecně lze tyto konstrukce řadit mezi vodorovné nosné konstrukce, přičemž ze statického hlediska je jejich provádění obtížnější z důvodu jednostranného podepření, respektive vetknutí.
Při návrhu těchto stavebních částí je třeba brát v úvahu odolnost proti povětrnostním vlivům, kterým jsou vystaveny v důsledku působení teplotních změn, srážkové vody a větru. Odůvodnění uplatnění těchto konstrukčních částí budov spočívá zejména v příznivém zlepšení architektury stavby, přičemž je třeba zdůvodnit funkčnost s ohledem na náročnost provedení a zvýšení celkové ceny.
Mezi převislé a ustupující konstrukce patří:
balkóny
lodžie
římsy
markýzy
atiky
arkýře
ustupující podlaží
Řešení každé vyložené konstrukce má přímý vliv na konstrukční a technologický stavební systém budovy a způsob zastropení. Vyložené konstrukce jsou podporovány jen na jedné straně a mohou být řešeny jako:
konstrukce konzolové
konstrukce s převislým koncem
konstrukce zavěšené
Stabilita konzol se zajišťuje např. zatížením v celé ploše uložení nebo zatížením a kotvením. Konstrukce s převislým koncem jsou po statické stránce výhodnější. Mohou být řešeny např. jako stropní desky s převislým koncem nebo jako trámy s převislým koncem, nesoucí desku převislé konstrukce. Konstrukce zavěšené nejsou zakotveny, nýbrž zavěšeny táhly na svislou nosnou konstrukci budovy popř. na vodorovné konstrukce vyšších podlaží.
arkýři, z nich každý má vlastní nosnou konstrukci, tyto nosné konstrukce jsou tvořeny vyloženými nosníky stropních konstrukcí přilehlých místností.
Hlavní konstrukční zásadou je, že arkýř musí tvořit v každém podlaží samostatně vynášenou konstrukci, která není zatížena horním arkýřem a současně nezatěžuje arkýř spodní. Vlastní nosná konstrukce může být železobetonová nebo ocelová, zvlášť výhodný je pro návrh arkýře skeletový systém s příčnými rámy, jejichž konzoly vynášejí nejen podlahu a strop, ale i jeho stěny.
Arkýře
Arkýř vytváří uzavřený prostor, předsazený před průčelí budovy, který je spojený s přilehlou místností v jeden prostor. Není tedy doplňkem místnosti, ale její součástí. Na průčelí se může uplatnit buď jako samostatný prostorový prvek nebo jako větší celek, vytvořený sdruženými arkýři, z nich každý má vlastní nosnou konstrukci, tyto nosné konstrukce jsou tvořeny vyloženými nosníky stropních konstrukcí přilehlých místností.
Hlavní konstrukční zásadou je, že arkýř musí tvořit v každém podlaží samostatně vynášenou konstrukci, která není zatížena horním arkýřem a současně nezatěžuje arkýř spodní. Vlastní nosná konstrukce může být železobetonová nebo ocelová, zvlášť výhodný je pro návrh arkýře skeletový systém s příčnými rámy, jejichž konzoly vynášejí nejen podlahu a strop, ale i jeho stěny.
Arkýře slouží především ke zvětšení podlahové plochy místnosti na úkor vnějšího prostoru, je-li průčelí budovy situováno na sever, zachytí slunce svými bočními okny.
Arkýře slouží především ke zvětšení podlahové plochy místnosti na úkor vnějšího prostoru, je-li průčelí budovy situováno na sever, zachytí slunce svými bočními okny.
Ukázka provedení arkýřů v minulosti
Obrázek číslo 3 byl převzat z knihy Zdeněka Lukeše a Jana Svobody Praha 7 - 100 let moderní architektury 1885-1985. Národní technické muzeum a ONV Praha 7 1985. Jedná se o typický architektonický prvek městské zástavby kolem roku 1900.
Ukázka aplikace arkýřů v dnešní době
Dnes mohou arkýře nabývat nových funkci. A to například funkcí zimních zahrad, květinových výloh. Díky dobře zvládnuté stavební technologii dnešní doby, je tvar a použití arkýře závislý především na přáních zákazníka, schopnosti a fantazii architekta či stavebního inženýra.
Moderní aplikace
 HYPERLINK "http://www.okna-dvere-vorel.cz/images/arkyr1.jpg"  INCLUDEPICTURE "http://www.okna-dvere-vorel.cz/images/arkyr1small.jpg" \* MERGEFORMATINET  HYPERLINK "http://www.okna-dvere-vorel.cz/images/arkyr2.jpg"  INCLUDEPICTURE "http://www.okna-dvere-vorel.cz/images/arkyr2small.jpg" \* MERGEFORMATINET
Obrázek číslo 4: arkýře a květinové výlohy
Různá tvarová provedení arkýřů
Obrázek číslo 5: příklady možnosti tvarů arkýřů
HYPER13 HYPERLINK "http://www.okna-dvere-vorel.cz/images/arkyrNakres2.gif"  INCLUDEPICTURE "http://www.okna-dvere-vorel.cz/images/arkyrNakres2small.gif" \* MERGEFORMATINET  HYPERLINK "http://www.okna-dvere-vorel.cz/images/arkyrNakres5.gif"  INCLUDEPICTURE "http://www.okna-dvere-vorel.cz/images/arkyrNakres5small.gif" \* MERGEFORMATINET  EMBED Word.Picture.8
 HYPERLINK "http://www.okna-dvere-vorel.cz/images/arkyrNakres3.gif"  INCLUDEPICTURE "http://www.okna-dvere-vorel.cz/images/arkyrNakres3small.gif" \* MERGEFORMATINET  EMBED Word.Picture.8
Závěr
Závěrem lze říci, že arkýře mají své místo v moderní architektuře. Jsou prvkem, který velmi pěkně oživí tvar stavby a vyvolává pocit originálnosti a prostorové otevřenosti budovy či rodinného domku. Arkýř vytváří uzavřený prostor, předsazený před průčelí budovy, který je spojený s přilehlou místností v jeden prostor. Není tedy doplňkem místnosti, ale její součástí. Místnosti s arkýři bývají většinou dobře prosvětlené a útulné.
A) Teoretická práca
Stropy montované a polomontované – keramické
VODOROVNÉ NOSNÉ KONŠTRUKCIE
Medzi vodorovné nosné konštrukcie, používané v pozemnom staviteľstve, patria:
1. konštrukcie stropné,
2. konštrukcie vyložené,
3. konštrukcie ustupujúce.
Obrázok 89: Keramická stropná vložka POROTHERM - KSV 60
STROPNÉ KONŠTRUKCIE
Chronologicky možno zoradiť stropné konštrukcie podľa vývoja materiálne technickej základne a výrobných prostriedkov. Pri racionalizácii stropných konštrukcií je nutné vychádzať nielen zo súčastných riešení, ale predovšetkým previesť rozbor vývoja stropov pod zorným uhlom nových požiadavok, ale i odtiaľ môže vzniknúť mnoho podnetov. Mimo toho je nutné mať predstavu o týchto konštrukciách z hľadiska rekonštrukcií stropov.
Stropy tradičného prevedenia
Klenby – kameň, tehla, betón,
Drevené – povalové, trámové, fošnové, zvláštne druhy,
Oceľové – traverzové – drevený do traverz, tehlový do traverz (Kleinov strop), železobetónové traverzové (Koenov strop), strop hurdis,
Keramické – z prefabrikovaných keramických nosníkov, predpäté, z keramických nosníkov a vložiek, z oceľových nosníkov a keramických vložiek,
Železobetónové – monolitické – doskové, trámové, hríbové, s keramickými vložkami,
Sklo- železobetónové.
Stropy montované
Panelové (doskové) – železobetónové (plné, dutinové, rebrové, kazetové, predpínavé), oceľové,
Trámové – z nových hmôt, železobetónové (nosníky tvaru I ┴ ∏ T), oceľové,
Hríbové stropy,
Zdvíhané stropy.
KERAMICKÉ STROPY
Keramika sa okrem uplatnenia v monolitických železobetónových stropoch používa pre stropné konštrukcie hlavne vo forme prefabrikátov. Jednotlivé nosné konštrukčné dielce sú keramobetónové, vyrábajú sa z keramických tenkostenných tvaroviek, z výstuže a z betónu. Výstuž prenáša v konštrukcii ťahové napätie, napätie tlakové prijíma buď betón alebo sama keramická tvarovka.
Keramické stropy sú ľahké, vytvárajú jednotný keramický podhľad (zjednodušujúcu povrchovú úpravu), majú veľmi dobré tepelno-izolačné vlastnosti, dobrú požiarnu odolnosť a použiteľnosť vo vlhkom prostredí. Uplatňujú sa v bytovej, občianskej i poľnohospodárskej výstavbe. Podľa konštrukčného usporiadania rozlišujeme stropy montované:
z keramických nosníkov a vložiek,
z keramických povalov,
z keramických panelov.
Stropy z keramických nosníkov a vložiek
Keramické nosníky a keramické vložky sa vyrábajú vo veľa tvarových, rozmerových i konštrukčných variantoch. V ČR sa dlhodobo používal typ nosníkov vytvorený z tvárnic o priereze obráteného „T“, v jeho spodných prírubách je zabetónovaná nosná výstuž, dimenzovaná podľa požadovaného rozpätia a zaťaženia nosníku (v hornej časti prierezu je uložená len výstuž transportná).
Nosníky, ich dĺžka je odstupňovaná obvykle po 300 mm (násobok rozmeru tvárnice) sa ukladajú v osovej vzdialenosti odpovedajúcej zaťaženiu a rozpätiu konštrukcie (450mm a 600mm). Keramické vložky sa ukladajú na spodnú prírubu nosníkov. Priestor medzi nosníkmi a vložkami sa dobetónuje (súčasne s betonážou hornou, tlačené vrstvy nosníku).
Keramické nosníky nie sú samy plne nosné, a preto sa musia pri montáži provizórne podoprieť (plné nosnosti dosiahnú až po zmonolitnení a zatvrdnutí betónu). Príklad stropnej konštrukcie z keramických nosníkov (zložených z jednotlivých keramických tvaroviek) a vložiek je na obr. 90a.
Stropy z keramických povalov
Keramické povaly sú nosníky zostavené z jednej rady dutých keramických tvárnic, do ich pozdĺžnych drážok sa ukladá nosná výstuž, ktorá sa zabetónuje. Tým vzniká prostý nosník so skoseným betónovým zhlavým. Povaly sa ukladajú vedľa seba na zraz a kotvia sa do železobetónového venca. Zabetónovaním styčných škár vzniknú pozdĺžne rebrá, na hornom povrchu povalov sa prevádza cementový poter v hr. 10 až 20mm, čím vzniká tuhá stropná konštrukcia. Únosnosť povalových stropov možno zvýšiť nadbetónovaním vystuženej dosky o hr. 30 až 40mm. Povaly sa bežne vyrábajú v dĺžke 3,60 až 6,00m, o šírke 0,30 a výške 0,15 až 0,30 (výška je daná typom tvaroviek a výškou nadbetónovanej vrstvy). Príklad je uvedený na obr. 90b.
Stropy z keramických panelov
Keramické stropné panely sú plošné prefabrikáty, zostavené z 2 alebo viac radov dutých keramických tvaroviek, do ich pozdĺžnych drážok sa vkladá nosná výstuž, ktorá môže byť predpätá i nepredpätá (podľa požiadavok rozpätia a zaťaženia). Zabetónovaním tvaroviek vzniká panel, ktorý má pozdĺžne nosné rebrá (vzniká medzi radami tvaroviek) a hornou betónovou vrstvou v hr. 30 až 40mm – obr. 90c. Na uložených koncoch, v dĺžke odpovedajúcej uloženiu, sú panely ukončené plným betónovým záhlavím, do ktorého je ukotvená nosná výstuž panelu.
Panely sa vzájomne spojujú cementovou zálievkou zaisťujúcu ich spolupôsobenie pri roznášaní zaťaženia v priečnom smere.
Keramické stropné panely sa vyrábajú v dĺžke 3,60 ž 6,00m (nepredpäté) a do dĺžky 6,60 (predpäté), o šírke 0,60 až 1,20m, výške 0,15 až 0,30m (ktorá je daná výškou tvaroviek a výškou betónovej vrstvy).
Obrázok 90: Stropy keramické, montované: a) z nosníkov a vložiek: a1 – keramický nosník, a2 ,a3 – skladba stropnej konštrukcie, b) z povalov: b1 – keramická tvarovka, b2 – skladba povalov, b3 – tvar povalov, c) z panelov: c1 – keramická tvarovka, c2 – rez panelom, c3 – tvar panelu.
KERAMICKÝ STROP MONTOVANÝ - HURDIS
Strop s doskami typu HURDIS bol vyvinutý z priamych klenieb v snahe zjednodušiť realizáciu tehlových stropov ukladaných do oceľových profilov. Ide o tradičnú konštrukciu stropu, ktorá sa používa i v súčasnosti. Tento strop bol v minulosti veľmi obľúbený pre svoju technologickú nenáročnosť predovšetkým v individuálnej bytovej výstavbe. V súčasnosti sa oceľové nosníky niekedy nahradzujú železobetónovými nosníkmi, napr. typu HATTRICK.
Podľa použitia oceľových nosníkov sa stropný systém Hurdis rozdeľuje na 2 druhy stropov:
pätkový strop
nemecký strop
I-nosník + HURDIS II - Pätkový
Je schopný prenášať zvislé zaťaženie stále a náhodilé, ktoré sa vyskytujú bežne v obytných, kancelárskych a obdobných miestnostiach. Nemožno ho navrhovať pod miestnosti, kde možno očakávať dynamické účinky. Pätkový strop umožňuje montáž konštrukcie podláh všetkých bežných typov a taktiež eventuálne zväčšenie nosnej spôsobilosti spražením nosníkov s betónovou doskou. Príklad je uvedený na obr. 91.
I-nosník + HURDIS II - Nemecký
Umožňuje montáž konštrukcie všetkých bežných typov podláh a taktiež nosnej spôsobilosti stropov spražením nosníkov s betónovou vložkou. Keramické dosky potom okrem toho prenášajú iba zaťaženie od vlastnej tiaže a výplňového materiálu a taktiež od čerstvého betónu v priebehu betonáže.
Na nemecký strop nemožno zavesovať alebo k nemu pripevňovať akékoľvek predmety (napr. osvetľovacie telesá) bez náležitého roznášania sústredeného zaťaženia na horný povrch dosiek. Akékoľvek ukladanie betónu priamo na povrch dosiek je neprípustné a akémukoľvek spolupôsobeniu dosiek s betónom sa musí zabrániť. Príklad je uvedený na obr. 91.
Vlastnosti keramického stropu HURDIS
jednoduchá a rýchla montáž stropu,
celokeramický podhľad,
nízke zaťaženie stavby,
dobrá tepelná a zvuková izolácia,
požiarna odolnosť a zdravotná nezávadnosť.
Montovaný strop HURDIS sa používa na stropy s celkovým zaťažením 5KN/m2. Vysoká pevnosť stropu umožňuje výstavbu viacpodlažných budov. I- nosníky umožňujú stropy s väčším rozponom.
Výroba keramických stropov HURDIS
stropné dosky HURDIS (s kolmým čelom) – CSD HURDIS 1 v dĺžkach 900-1000mm
stropné dosky HURDIS (so šikmým čelom) – CSD HURDIS 2 v dĺžke 1180mm
uhol zošikmenia 60˚
pätky HURDIS CSD – HURDIS 2 pa v dĺžke 250mm (uhol zošikmenia 60˚)
KERAMICKÝ STROPNÝ SYSTÉM – SETA
stropné nosníky KSN SETA sa vyrábajú z keramických tvaroviek 250/150/50, v ktorých je uložená betonárska oceľ 10 505 zaliata betonárskou zmesou B20, dĺžka nosníka je od 1750 do 7500mm,hmotnosť bežného nosníka je 16-21,1kg , minimálne uloženie na nosných múroch je 120mm,
stropné vložky KSV SETA sú keramickou výplňou stropu, dĺžky 245 a 295mm, šírke 350 a 500mm, osová vzdialenosť ukladania nosníkov 450 a 600mm, výška stropnej vložky je 160 mm, stropná vložka POROTHERM KSV 60 – 250/520/170mm, obr.89
Obrázok 91: Stropy keramické montované - HURDIS: pätkový, nemecký
A) Teoretická práce
Klenby
Úvod
Z konštrukčného hľadiska možno stropné konštrukcie rozdeliť na:
klenby
doskové konštrukcie
nosníkové konštrukcie
Klenby sú jedným z najstarších typov stropných konštrukcií. Ide o oblúkové tlačené konštrukcie z tehál, kameňa, od 20. storočia aj z prostého betónu a alebo železobetónu. Tradičné klenby sa používali od dôb antických a môžeme sa s nimi stretnúť v rôznych konštrukčných variantoch prakticky vo všetkých historických obdobiach. Posledné hojné používanie klenieb pre stropné konštrukcie bolo v období výstavby činžovných obytných domov koncom 19. a na začiatku 20. storočia. Betónové a železobetónové sa používajú výnimočne a to iba pre konštrukcie zastrešenia alebo niekedy pri rekonštrukciách budov ako náhrada za pôvodné klenby.
Nevýhodou klenieb je predovšetkým veľká hmotnosť, prácnosť, konštrukčné rozmery (veľká hrúbka stropnej konštrukcie vyžadujúca veľkú konštrukčnú výšku podlažia) a z toho vyplývajúca značná spotreba materiálu a tým značné finančné náklady na ich realizáciu. Z uvedených dôvodov sa v súčasnosti klasické klenby nepoužívajú. Výnimkou sú rekonštrukcie budov, v rámci ktorých je často potrebné klenby rekonštruovať, zosilovať alebo realizovať repliky pôvodných klenieb.
Výhodou klenieb je ich nehorľavosť, požiarna odolnosť a väčšia trvanlivosť vo vlhkom prostredí (v porovnaní s drevenými stropmi). Preto sa klenbové stropné konštrukcie používali u tradičných bytových objektov pod stropmi nad podzemím a prízemím a stropy v stredných chodbových traktoch. Klenby majú vzhľadom k veľkej vlastnej hmotnosti a hmotnosti násypov veľmi dobré akustické vlastnosti a vzhľadom k použitému materiálu (plné tehly, kameň) príliš nepodliehajú degradácii v dôsledku zvýšenej vlhkosti a staroby.
Konštrukcie klenieb
Vlastná klenba je charakteristická tvarom priečneho rezu kolmého k hlavnej ose klenby, tzn. čelného oblúku. Čelný oblúk môže byť plný (a), kruhový segmentový (b), eliptický (c), tudorský (d), lomený (gotický) (e), španielsky (f), stúpajúci – kobylia hlava (g), priamy (h) a pod. Plný polkruhový oblúk vyvodzuje minimálne vodorovné sily na podperné konštrukcie a preto sa používa pre veľké zvislé zaťaženia. Nízke segmentové klenby naopak vyvodzujú veľké vodorovné sily.
Obrázok : Tvar čelného oblúku
Konštrukcia klenieb je veľmi hmotná nielen vzhľadom k použitému materiálu, ale predovšetkým vzhľadom k tvaru, kedy je zakrivený rub klenby vyrovnávaný mohutným násypom tak, aby bolo možné previesť rovnú podlahovú konštrukciu. Vzniká tak v konštrukcii nevyužitý priestor vyplnený násypom, ktorý výrazne zvyšuje hmotnosť budovy.
Podhľad klenby – líc klenby je oblúkového tvaru. Výškový rozdiel medzi pätou klenby a vrcholom klenby sa nazýva vzopätie klenby. V prípade, že vzopätie je veľmi malé alebo žiadne, hovoríme o priamej klenbe.
Obrázok 2: Konštrukcia klenby
Tradičné klenby sa murovali z tzv. klenákov na podporné celoplošné debnenie alebo na ramenáty. Klenba sa murovala od pätiek k záveru klenby na väzbu s ložnými styčnými a škárami podobne ako u stien muriva. Ložné škáry prebiehajú kolmo na čelný oblúk klenby a smerujú radiálne do stredu krivosti. Vo vrchole murovanej klenby – závere klenby nesmie byť škára, ale vždy vrcholový klenák tzv. záverák. Záver klenby je potrebné poriadne vyklenovať. Po vyklenutí klenby sa jej rub zaleje riedkou maltou a spraví sa klenbová nadmúrovka a zásyp.
Obrázok 3: Popis klenby
Rozdelenie klenieb:
klenby tradične murované
klenby novodobé
Klenby tradične murované
Valené klenby
Najčastejšie používaný tvar klenby je klenba valená, z ktorej sú odvodené ostatné typy klenieb.
Tvar valenej klenby je daný pohybom tvoriacej krivky čelného oblúka po riadiacich priamkach. Rovná valená klenba (a) vzniká v prípade, že riadiace priamky sú kolmé na čelný oblúk, šikmá valená klenba (b) v prípade, kedy riadiace priamky zvierajú s rovinou čelného oblúku ostrý uhol. Ak sa riadiace priamky zbiehajú, vzniká kužeľová valená klenba (c). V prípade, že riadiace priamky ležia v šikmej rovine, vzniká pohybom tvoriacej krivky stúpajúca valená klenba (d).

Obrázok 4: Tvary valenej klenby
Kláštorné klenby
Charakteristické rysy všetkých typov kláštorných klenieb:
vzniká prienikom dvoch alebo aj viacerých valených klenieb, ktorej povrchové priamky sú rovnobežné s priľahlými podporami; v styku dvoch valených klenieb vzniká tupé rebro,
konštrukcia klenby vyžaduje podpory po celom obvode zaklenutého pôdorysu, klenba je uzavretá bez čelných oblúkov,
ložné škáry sú v smere povrchových priamok, škáry styčné sú kolmo a sú prestriedané na väzbu,
normálové sily (klenbové tlaky) pôsobia v smere kolmom k povrchovým priamkam a prenášajú sa do obvodových podpôr,
vrstvy tehál sa v rebrách preväzujú alebo sa používajú špeciálne rebrové kamene, tak aby v rebre neprebiehala priebežná škára.
Klasická kláštorná klenba sa používala nad štvorcovým, obdĺžnikovým alebo viacuholníkovým pôdorysom v tvare blízkemu štvorca. Tupé rebrá sa zbiehajú vo vrchole klenby umiestnenom spravidla nad ťažiskom plochy pôdorysu.
Obrázok 5: Kláštorná klenba Obrázok 6: Zrkadlová klenba
Neckovitá klenba sa používala nad obdĺžnikovými pôdorysmi. V podstate ide o valenú klenbu v čelách uzavretú časťami kolmo orientovanej valenej klenby. Tupé rebrá vzniknuté prienikom klenieb sa zbiehajú v dvoch bodoch, medzi ktorými je stredná časť tvorená valenou klenbou. Konštrukcia klenby je podopretá po celom obvode pôdorysu.
Zrkadlová klenba má tvar, ktorý vznikne z tvaru klenby kláštornej a neckovitej tak, že sa odstráni stredná vrcholová časť a nahradí sa rovinou (zrkadlom). Zrkadlo je tvorené priamou klenbou (tehlovou alebo betónovou) o minimálnom vzopätí 1/30 až 1/36 uhlopriečky. Orientačná hrúbka tehlového zrkadla do rozpätia 3,5m je 150mm. Pre väčšie rozpätia sa používalo rozdelenie zrkadla pomocou oceľových nosníkov na menšie polia. Pravé zrkadlové klenby sú výhodné vzhľadom k menšej hrúbke a menšej hmotnosti i pre zastrešenie väčších rozpätí.
Často sa prevádzala tzv. nepravá zrkadlová klenba, kedy sa do kláštornej alebo neckovitej klenby vytvorilo rovné zrkadlo buď väčšou vrstvou omietky vo vrchole klenby (v prípade klenieb s malým roz