Studijní materiály

Zpět

Hromadně přidat materiály

MS3-Vyztužené a předpjaté zdivo

BL06 - Zděné konstrukce (S)

Hodnocení materiálu:

Popisek: scripta MS3-Vyztužené a předpjaté zdivo

Zjednodušená ukázka:

Stáhnout celý tento materiál

VYSOKÉ UENÍ TECHNICKÉ V BRN
FAKULTA STAVEBNÍ
ING. ROSTISLAV JENEŠ, ING. BOŽENA PODROUŽKOVÁ
ZDNÉ KONSTRUKCE
M03
VYZTUŽENÉ A PEDPJATÉ ZDIVO

STUDIJNÍ OPORY
PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA
Zdné konstrukce · MS 3
- 2 (46) -

© Božena Podroužková, Brno 2005
Obsah
- 3 (46) -
OBSAH
1 Úvod ...............................................................................................................5
1.1 Cíle ........................................................................................................5
1.2 Požadované znalosti..............................................................................5
1.3 Doba potebná ke studiu .......................................................................5
1.4 Klíová slova.........................................................................................5
1.5 Použitá terminologie .............................................................................5
1.5.1 Pojmy vztahující se ke zdivu ..................................................5
1.5.2 Pojmy vztahující se k výztuži .................................................6
2 Vyztužené a pedpjaté zdivo........................................................................7
2.1 Úvod do problematiky ..........................................................................7
2.2 Navrhování vyztužených a pedpjatých zdných konstrukcí podle
Eurokódu 6 - všeobecn......................................................................10
2.3 Zásady návrhu .....................................................................................10
2.4 Materiály .............................................................................................10
2.4.1 Ocel pro vyztužování ............................................................10
2.4.1.1 Všeobecn.............................................................................10
2.4.1.2 Vlastnosti tyové výztuže .....................................................10
2.4.1.3 Vlastnosti pedem vyrobené výztuže pro ložné spáry ..........11
2.4.2 Ocel pro pedpínání...............................................................11
2.4.3 Charakteristická pevnost v soudržnosti pi kotvení výztuže.11
2.5 Trvanlivost ..........................................................................................12
2.5.1 Ocel pro vyztužování ............................................................12
2.6 Statický výpoet..................................................................................14
2.6.1 Vyztužené zdné prvky namáhané svislým zatížením..........14
2.6.1.1 Štíhlostní pomr....................................................................14
2.6.1.2 Úinné rozptí zdných nosník...........................................14
2.6.1.3 Vysoké zdné nosníky namáhané svislým zatížením ...........15
2.6.1.4 Redistribuce vnitních sil ......................................................16
2.6.1.5 Omezení rozptí vyztužených zdných prvk namáhaných
ohybem..................................................................................16
2.6.2 Vyztužené zdné stny namáhané smykovým zatížením .....17
2.7 Mezní stav únosnosti...........................................................................18
2.7.1 Vyztužené zdné prvky namáhané ohybem, ohybem a
osovým zatížením nebo jen osovým zatížením ....................18
2.7.1.1 Všeobecn.............................................................................18
2.7.1.2 Posouzení vyztužených zdných prvk namáhaných ohybem
a/nebo dostedným tlakem ....................................................18
2.7.1.3 Vyztužené prvky s pírubami................................................20
2.7.1.4 Vysoké nosníky.....................................................................21
2.7.1.5 Složené peklady...................................................................22
2.7.2 Vyztužené zdné prvky namáhané smykovým zatížením ....23
2.7.2.1 Všeobecn.............................................................................23
Zdné konstrukce · MS 3
- 4 (46) -
2.7.2.2 Posouzení vyztužených zdných stn namáhaných
vodorovným zatížením v rovin stny ................................. 23
2.7.2.3 Posouzení vyztužených zdných nosník namáhaných
smykovým zatížením............................................................ 24
2.7.2.4 Posouzení vysokých nosník namáhaných smykovým
zatížením .............................................................................. 25
2.7.3 Pedpjaté zdivo..................................................................... 26
2.7.3.1 Všeobecn ............................................................................ 26
2.7.3.2 Posouzení prvk................................................................... 26
2.7.4 Sevené zdivo ....................................................................... 28
2.7.4.1 Všeobecn ............................................................................ 28
2.7.4.2 Posouzení prvk................................................................... 28
2.8 Mezní stav použitelnosti..................................................................... 29
2.8.1 Vyztužené zdné prvky ........................................................ 29
2.8.2 Pedpjaté zdné prvky .......................................................... 29
2.8.3 Sevené zdné prvky ............................................................ 29
2.9 Konstrukní zásady ............................................................................ 30
2.9.1 Konstrukní zásady pro vyztužené zdivo............................. 30
2.9.1.1 Všeobecn ............................................................................ 30
2.9.1.2 Krytí výztuže ........................................................................ 30
2.9.1.3 Minimální plocha výztuže.................................................... 31
2.9.1.4 Velikost výztuže................................................................... 31
2.9.1.5 Kotvení a pesahy................................................................. 31
2.9.1.6 Zajištní tlaené výztuže ...................................................... 34
2.9.1.7 Vzdálenost výztuže .............................................................. 35
2.9.2 Konstrukní zásady pro pedpjaté zdivo .............................. 36
2.9.3 Konstrukní zásady pro sevené zdivo................................. 36
2.10 Autotest............................................................................................... 37
2.11 Píklad 2.1........................................................................................... 38
3 Závr ........................................................................................................... 44
3.1 Shrnutí ................................................................................................ 44
3.2 Studijní prameny ................................................................................ 44
3.2.1 Seznam použité literatury..................................................... 44
3.2.2 Seznam doplkové studijní literatury................................... 44

Úvod
- 5 (46) -
1 Úvod
1.1 Cíle
Seznámíme se s možnostmi a výhodami použití vyztuženého a pedpjatého
zdiva a nauíme se konstrukce z tohoto zdiva navrhovat a posuzovat podle
mezních stav.
1.2 Požadované znalosti
Je teba zvládnout látku uvedenou v MS1, což jsou zásady navrhování zdných
konstrukcí. Tam jsou též uvedeny pedcházející požadované znalosti. Krom
toho pedpokládáme znalost navrhování železobetonových prvk a konstrukcí
z pedpjatého betonu.
1.3 Doba potebná ke studiu
Problematika vyztužených a pedpjatých zdných konstrukcí se probírá ve
dvou týdnech semestru. Pokud jste dobe zvládli MS1, odhadujeme dobu po-
tebnou k nastudování na 10 až 15 hodin.
1.4 Klíová slova
Zdivo – vyztužené, pedpjaté, sevené, výztuž.
1.5 Použitá terminologie
Budeme používat termíny uvedené v MS1. Zde jsou uvedeny ty, které nejsou
v MS1 obsaženy.
1.5.1 Pojmy vztahující se ke zdivu
vyztužené zdivo (reinforced masonry) – zdivo, v nmž jsou pruty nebo sít,
obvykle ocelové, uloženy v malt nebo betonu tak, aby všechny materiály spo-
lupsobily vi úinkm zatížení
pedpjaté zdivo (prestressed masonry) – zdivo, do kterého je zámrn vne-
seno tlakové naptí pomocí napjaté výztuže
sevené zdivo (confined masonry) – zdivo, které je ve své rovin
v horizontálním a vertikálním smru seveno prvky (sloupy a nosníky)
z železobetonu nebo z vyztuženého zdiva
Zdné konstrukce · MS 3
- 6 (46) -
1.5.2 Pojmy vztahující se k výztuži
výztuž (reinforcing steel) - ocelové výztužné pruty nebo sít urené pro pou-
žití ve zdivu
výztuž ložných spár (bed joint reinforcement) - pedem vyrobená výztuž
(výztužné pruty nebo prvky) pro použití v ložných spárách zdiva
pepínací výztuž (prestressing steel) - ocelová lana, pruty, tye nebo dráty
pro použití ve zdivu

Závr
- 7 (46) -
2 Vyztužené a pedpjaté zdivo
2.1 Úvod do problematiky
Zdivo jako konstrukní materiál má jednu velkou nevýhodu – má pomrn
nízkou pevnost v tahu. Není to na závadu, jsou-li zdné stny nebo pilíe na-
máhány pevážn tlakem. Jsou-li však vystaveny pínému zatížení od vtru
nebo tlaku zeminy, vede to u nevyztuženého zdiva k tomu, že je mohutné, aby
se tahová naptí omezila, a potom není pln využito dobrých vlastností zdiva
v tlaku.
Podobn jako do betonu mžeme do zdiva vkládat ocelovou výztuž. Podle to-
ho, jak ji využijeme, rozlišujeme:
• vyztužené zdivo, kde ocelové pruty vkládáme do zdiva proto, aby penášely
tahová naptí a
• pedpjaté zdivo, kde pomocí sil vnesených pomocí výztuže do zdiva pi
výsledném namáhání vylouíme nebo omezíme tahová naptí.

Asi nevíte, že vyztužené zdivo se zaalo používat díve než vyztužený beton. V
roce 1820 Sir Marc Brunel vyztužil cihelné šachty tunelu Wapping - Rotherhi-
the. Na poátku 19. století použil Sir Alexander Brebner vyztužené zdivo
v Indii a o 20 let pozdji ho následovali v Japonsku a v dalších zemích ohrože-
ných zemtesením. Po druhé svtové válce se tato technologie velmi rozšíila
v USA.
Potom ale rozvoj vyztuženého a pedpjatého zdiva zaostal za rozvojem vyztu-
ženého a pedpjatého betonu. Nebyl provádn takka žádný výzkum, nebyly
normy i pokyny pro navrhování takového zdiva.

Pi navrhování vyztuženého a pedpjatého zdiva kombinujeme znalosti na-
vrhování nevyztuženého zdiva a navrhování vyztuženého a pedpjatého betonu.
Musíme si být vdomi toho, že na rozdíl od betonu není zdivo homogenní ani
izotopické (jeho vlastnosti se liší ve smru kolmo na ložné spáry a ve smru
vodorovném s ložnými spárami). Beton se pi zrání smršuje, zdivo se rozpíná.
Trhliny v železobetonovém prvku jsou rozloženy po celém taženém povrchu a
jsou vtšinou malé. Na tažené stran vyztuženého zdného prvku se trhliny
objeví v maltových spárách a mohou být vtší.

Vyztužené zdivo mžeme použít jako nosníky, peklady nebo konzoly.

Zdné konstrukce · MS 3
- 8 (46) -
Výztuž mžeme vkládat:
• ve vodorovném smru do ložných spár nebo do speciálních tvarovek;
• ve svislém smru do styných spár, do otvor zdicích prvk, do kapes nebo
dutin vytvoených pi zdní.
Pro vyztužování zdiva používáme tyí nebo svaovaných žebík.

Obr. 2.1: Píklady použití vyztuženého zdiva

Závr
- 9 (46) -
Pedpjaté zdivo – použití pedpínání u zdiva je dokonce jednodušší než u
betonu. U konstrukcí provádných na staveništi používáme dodateného ped-
ptí. Pedem pedpjaté zdivo se uplatuje u prefabrikát.
Jako pepínací výztuž pro dodatené pedpínání používáme silnjších tyo-
vých prvk z vysokopevnostní oceli. Ty se kotví do základ ohnutím a zataže-
ním na kotevní délku nebo pomocí kotevní desky. Pi zdní se kolem tye vy-
nechává kanálek (pop. se použijí tvárnice s dutinou). V horní ásti je vhodné
zdivo ukonit betonovou hlavou i vncem. Po zatvrdnutí malty a betonu se
osadí ocelová deska a na ty, která je opatena závitem, se našroubuje matice.
Pedepnutí se dosáhne bu run pomocí momentového klíe nebo hydraulic-
ky pepínací pistolí. Kanálek je možno vyplnit zálivkou, ale vtšinou se nechá-
vá nevyplnný. U zdných konstrukcí používáme menších pepínacích naptí
než u konstrukcí betonových.

Obr. 2.2: Píklady dodaten pedpjatých stn

Vliv pedptí je nejúinnjší u prez s co nejvtším pomrem prezového
modulu ku ploše (Z/A), jako jsou I nebo T prezy (diafragmové stny, stny
s ploutvemi).

Zdné konstrukce · MS 3
- 10 (46) -
2.2 Navrhování vyztužených a pedpjatých zdných
konstrukcí podle Eurokódu 6 - všeobecn
Navazujeme zde na MS1, kde jsme si vysvtlili navrhování zdných konstrukcí
podle Eurokódu 6, ásti EN 1996-1-1: Obecná pravidla – pravidla pro nevyztu-
žené a vyztužené zdivo, a kde jsme se vyztuženým zdivem nezabývali. Zacho-
váme zde stejný zpsob íslování kapitol, aby bylo možné vysledovat návaz-
nost. Pro tuto kapitolu tedy platí vše, co je uvedeno v ásti 2.2 MS1.
Úkol 2.1
Zopakujte si ást 2.2 MS1.

2.3 Zásady návrhu
Platí vše, co je uvedeno v ásti 2.3 MS1.
Úkol 2.2
Zopakujte si ást 2.3 MS1.

2.4 Materiály
Platí vše, co je uvedeno v ásti 2.4 MS1 s následujícím doplnním.
Úkol 2.3
Zopakujte si ást 2.4 MS1.

2.4.1 Ocel pro vyztužování
2.4.1.1 Všeobecn
Ocel pro vyztužování mže být uhlíkatá nebo nerezavjící. Mže být hladká
nebo žebírková (velká soudržnost) a svaitelná.
Podrobné informace o vlastnostech výztuže viz EN 1992-1-1: Navrhování be-
tonových konstrukcí.

2.4.1.2 Vlastnosti tyové výztuže
Charakteristická pevnost výztužných ocelových tyí fyk musí být v souladu
s pílohou C EN 1992-1-1.
Souinitel tepelné roztažnosti se bere 12 x 10-6 K-1. Bžn se rozdíl mezi touto
hodnotou a hodnotou tepelné roztažnosti pro okolní zdivo mže zanedbat.
Závr
- 11 (46) -
2.4.1.3 Vlastnosti pedem vyrobené výztuže pro ložné spáry
Pedem vyrobená výztuž pro ložné spáry musí být v souladu s EN 845-3.

2.4.2 Ocel pro pedpínání
Pro pepínací ocel máme normu EN 10138. Vlastnosti pepínací oceli získáme
z EN 1992-1-1.

2.4.3 Charakteristická pevnost v soudržnosti pi kotvení vý-
ztuže
Charakteristickou pevnost v soudržnosti pi kotvení výztuže uložené v malt
nebo betonu získáme z výsledk zkoušek.
Pokud takové hodnoty nemáme k dispozici a platí, že výztuž je uložena v beto-
novém prezu o rozmrech ne menších než 150 mm nebo výplový beton je
v dutin zdicího prvku, takže výztuž mžeme považovat za sevenou, mžeme
použít hodnoty charakteristické pevnosti v soudržnosti fbok z tabulky 2.1.
Pokud neplatí výše uvedená podmínka, takže výztuž nepokládáme za sevenou,
použijeme pro stanovení fbok tabulky 2.2.
Pro pedem vyrobenou výztuž pro ložné spáry se hodnota fbok urí zkouškami
nebo se použije pevnost v soudržnosti samotných podélných drát.

Tab. 2.1: Charakteristická pevnost v soudržnosti pi kotvení výztuže sevené výplo-
vým betonem
Pevnostní tída betonu C12/15 C16/20 C20/25 C25/30 nebo vyšší
fbok pro výztuž z hladké uhlíkové oceli
(N/mm2) 1,3 1,5 1,6 1,8
fbok pro výztuž z vysokopevnostní uhlíkové
oceli nebo nerezové oceli (N/mm2) 2,4 3 3,4 4,1

Tab. 2.2: Charakteristická pevnost v soudržnosti pi kotvení výztuže v malt nebo be-
tonu, která není sevená uvnit zdicích prvk
Malta M2 - M5 M5 - M9 M10 - M14 M15 - M19 M20
Pevnostní tída Beton nepoužíván C12/15 C16/20 C20/25 C25/30
nebo vyšší
fbok pro výztuž z hladké uhlíkové
oceli (N/mm2) 0,5 0,7 1,2 1,4 1,4
fbok pro výztuž z vysokopevnost-
ní uhlíkové oceli nebo nerezové
oceli (N/mm2)
0,5 1,0 1,5 2,0 3,4

Zdné konstrukce · MS 3
- 12 (46) -
2.5 Trvanlivost
Platí vše, co je uvedeno v ásti 2.5 MS1 s následujícím doplnním.
Úkol 2.4
Zopakujte si ást2.5 MS1.
2.5.1 Ocel pro vyztužování
Výztuž musí být dostaten trvanlivá, aby odolávala vystavení místním pod-
mínkám po celou pedpokládanou dobu životnosti budovy. Musí být bu koro-
zivzdorná nebo pimen chránná a uložená v souladu s pravidly uvedenými
v ásti 2.9.
Doporuení pro výbr výztuže a její ochranu v závislosti na tíd prostedí,
v nmž se stavba nachází, mžeme vidt v tab. 2.3. Národní píloha mže sta-
novit odlišné požadavky.
Tab. 2.3: Výbr výztužné oceli z hlediska trvanlivosti
Minimální úrove ochrany výztuže Stupe
prostedía Umístné v malt Umístné v betonu s krytím menším než
požadovaná hodnota dle (4)
MX1 Nechránná uhlíková ocelb Nechránná uhlíková ocel
Uhlíková ocel, siln pozinkovaná nebo s rovno-
cennou ochranouc
MX2
Nechránná uhlíková ocel ve zdivu s hrubou
omítkou na vystavené strand
Nechránná uhlíková ocel nebo tam, kde
malta je použita k vyplnní dutin, uhlí-
ková ocel, siln pozinkovaná nebo s
rovnocennou ochranouc
Austenitická nerezavjící ocel dle AISI 316 nebo
304
MX3
Nechránná uhlíková ocel ve zdivu s hrubou
omítkou na vystavené strand
Uhlíková ocel, siln pozinkovaná nebo s
rovnocennou ochranouc
Austenitická nerezavjící ocel dle AISI 316
MX4 Uhlíková ocel, siln pozinkovaná nebo s rovno-
cennou ochranoub ve zdivu s hrubou omítkou na
vystavené strand
Austenitická nerezavjící ocel dle AISI
316
MX5 Austenitická nerezavjící ocel dle AISI 316 nebo 304e Austenitická nerezavjící ocel dle AISI 316 nebo 304e
a Viz. EN 1996-2
b Pro vnitní povrch obvodové dutinové stny, který pravdpodobn navlhne, by mla být použita
uhlíková ocel, siln pozinkovaná nebo s rovnocennou ochranou (viz. c)
c Uhlíková ocel by mla být pozinkována minimální vrstvou zinku 900g/m2 nebo pozinkována minimál-
ní vrstvou zinku 60 g/m2 za pedpokladu, že bude zajištno pokrytí epoxidem o minimální tloušce 80
m a prmrné tloušce 100 m. Také viz. 3.4
d Malta pro všeobecné použití nebo pro tenké spáry by nemla být horší kvality než M4, boní krytí na
obr. 8.2 by mlo být zvtšeno na 30 mm a zdivo by mlo být opateno hrubou omítkou v souladu s EN
998-1
e Austenitická nerezavjící ocel nemusí být vhodná pro všechna agresivní prostedí, toto by mlo být
uváženo na zaátku projektu
Závr
- 13 (46) -
Jestliže použijeme nechránnou uhlíkatou ocel, velikost krycí vrstvy betonu
musí být alespo cnom. Tyto hodnoty budou uvedeny v Národní píloze, dopo-
ruené hodnoty uvádí tab. 2.4.

Tab. 2.4: Doporuené hodnoty minimální krycí vrstvy betonu cnom pro uhlíkatou vý-
ztužnou ocel
Minimální obsah cementu a [kg/m3]
275 300 325 350 400
Minimální vodní souinitel
0,65 0,60 0,55 0,50 0,45
Tída prostedí
Tlouška minimálního krytí v betonu [mm]
MX1b 20 20 20c 20c 20c
MX2 ---- 35 30 25 20
MX3 ---- ---- 40 30 25
MX4 a MX5 ---- ---- ---- 60d 50
a Všechny smsi jsou založeny na použití normáln tžkého kameniva s jmenovitou ma-
ximální velikostí kameniva 20 mm. Tam kde jsou použity jiné velikosti kameniva by ml
být obsah cementu upraven o +20% pro zrnitost kameniva 14 mm a o +40% pro zrnitost
kameniva 10 mm
b Alternativn, sms 1 : 0 až 1/4 : 3 : 2 (cement : vápno : písek : kamenivo se zrnitostí 10
mm - objemov) mže být použita jako vyhovující pro tídu MX1, piemž krytí výztuže
je minimáln 15 mm
c Krytí mže být zredukováno na minimální hodnotu 15 mm za pedpokladu, že jmenovitá
maximální velikost kameniva nepekroí 10 mm
d V pípad, že ješt vlhký výplový beton mže být vystaven úinkm mrazu, musí být
použit beton odolávající tmto úinkm

Pokud použijeme ochranu galvanizací a používáme ohýbané pruty, galvanizaci
je nutno provádt až po ohnutí prutu.
U pedem vyrábné výztuže pro ložné spáry zpsob ochrany deklaruje výrob-
ce.

2.5.2 Ocel pro pedpínání
Pepínací ocel musí být dostaten trvanlivá, aby odolala podmínkám prostedí
po

Stáhnout celý tento materiál

1 2 3

Další

Vloženo: 25.08.2009

Velikost: 579,16 kB

Stáhnout celý tento materiál

Komentáře

Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.

Mohlo by tě zajímat:

Skupina předmětu BL06 - Zděné konstrukce (S)
Reference vyučujících předmětu BL06 - Zděné konstrukce (S)

Podobné materiály