Dilatace nosných konstrukcíkps.fsv.cvut.cz/upload/files/ps01-22-dilatace.pdf · Dilatace nosných...

Dilatace nosných konstrukcí

2015/16

ČVUT v PrazeFakulta stavební

PS01 - POZEMNÍ STAVBY 1

doc. Ing. Jiří Pazderka, Ph.D.Katedra konstrukcí pozemních staveb

Zpracováno v návaznosti na původní přednášky KP20 prof. Ing. Petra Hájka, CSc.

Dilatace stavebních konstrukcí

Dilata ční spára

Je projektovaná spára ve stavební konstrukci, rozdělující stavbu nebo konstrukční část na samostatné dilatační celky.

Dilata ční spáry se navrhují v

● nosných konstrukcích (viz dále)● kompletačních konstrukcích (není předmětem PSA2)

Dilatačními spárami se rozděluje nosná konstrukce budovy na jednotlivé části z důvodů zamezení přenosu účinků z jedné části konstrukce do druhé tak, aby nebyly narušeny požadované funkce.

Důvody navrhování dilata ční spar - ú činky: ● Statické● Dynamické● Akustické● Tepelně technické

PS01 – Dilatace Ji ří Pazderka, K124, ČVUT FSv


Dilata čními spárami se konstrukce rozd ěluje na menší celky tak, aby se eliminovaly možné poruchy nebo znehodnocení kvality vnit řního prost ředí způsobené:

● Objemovými změnami● Nerovnoměrným sedáním● Dynamickými účinky● Akustickými účinky● Konstrukčními a technologickými důvody

Dilata čních spar navrhujeme pouze nezbytn ě nutné množství !

Nutná optimalizace konstrukce budovy již v koncepčním návrhu.

Dilata ční spára: ● Prodražuje konstrukci budovy● Je místem potenciálních poruch:

- zatékání- akustické mosty- tepelné mosty

● Je často neestetická - designový problém


Objemové změny konstrukcí



Účinky objemových změn

Příčiny objemových zm ěn stavebních konstrukcí

● Teplotní objemové změny (především délková teplotní roztažnost)● Objemové změny v důsledku změny vlhkosti konstrukce● Reologické změny stavebních materiálů (smršťování, dotvarování betonu)● Objemové změny v důsledku chemických procesů v konstrukcích

Délková teplotní roztažnost

Délkové přetvoření konstrukce „∆l“ vlivem teplotní roztažnosti lze stanovit ze vzorce:

∆l = α . l . ∆T [m]

α.......součinitel teplotní roztažnosti předmětné stavební konstrukcel........ délka dilatačního celku (konstrukce) ∆T.....rozdíl „výrobní“ teploty konstrukce a maximální teploty, které bude konstrukce v průběhu

užívání stavby vystavena

Šířka dilata ční spáry navrhované v konstrukci z důvodu délkové teplotní roztažnosti se stanoví na základě vypočítaného přetvoření konstrukce, tzn. dilatačního celku.



Teplota povrchu konstrukce - ekvivalentní slune ční teplota

Te,ekv = Te + (An . I – ε . ∆IR) / αe

Te..... vnější teplota vzduchu [K]An.....součinitel pohltivosti slunečního záření

povrchem konstrukceI........ intenzita globálního slunečního záření

(podle orientace) [W.m-2]αe..... součinitel přestupu tepla z okolí na povrch

konstrukce [W.m-2.K-1]ε....... emisivita povrchu∆IR...dlouhovlnný zářivý tok povrchu [W.m-2]

Objemové zm ěny stavebních konstrukcí vlivem zm ěny vlhkosti

Délkovou vlhkostní roztažnost lze stanovit ze vzorce:

∆l = l . αm . ∆m



Reologické zm ěny materiál ů

● Smršťování betonu a malt jako důsledek hydratačních procesů● Dotvarování nosných i nenosných konstrukcí● Přetvoření kompletačních konstrukcí vlivem dotvarování nosných konstrukcí

Objemové zm ěny v d ůsledku chemických proces ů v materiálech

● Vznik korozních produktů (např. „výkvěty“ solí na zdivu)● Krystalizační tlaky v pórech materiálu vlivem transportu vlhkosti


Poruchy vlivem teplotní roztažnosti


Nepřiznaná spára dilatační spára v obvodové konstrukci - vznik trhliny


Nepřiznaná spára dilatační spára v obvodové konstrukci - vznik trhliny



Porušení atiky vlivem teplotní roztažnosti spádového betonu ve střešní konstrukci


Návrh dilatačních spar - obj. změny

Přetvo ření konstrukce vlivem délkové teplotní roztažnosti

● Dilatační spára musí umožnit vodorovný pohyb konstrukce

● Spára musí procházet všemi nosnými i navazujícími kompletačními konstrukcemi (podlaha, střecha, obvodový plášť budovy, apod.)

● Dilatační spára obvykle neprochází základovou konstrukcí .



Železobetonové konstrukce

Maximální velikost dilatačního celku se stanoví podle NAD ČSN EN 1992-1-1 na základě následující tabulky:

Každá dilatační spára prodražuje konstrukci a zároveň je většinou také místem potenciálních poruch – je nutné navrhovat pouze nezbytn ě nutné množství dilata čních spar , tzn. maximální velikosti dilatačních celků.



Ztužení uprostřed dilatačního celku

Nechráněnákonstrukce

Ztužení na jednom konci dil. celku

Chráněnákonstrukce

Ztužení na obou koncích dil. celku PS01 – Dilatace Ji ří Pazderka, K124, ČVUT FSv


Konstrukce z prostého betonu a slab ě vyztuženého betonu

Nenosné betonové sou částí stavebních objekt ů



Zděné konstrukce

Ocelové konstrukce


Konstrukční řešení dilatačních spar

Konstruk ční řešení dilata čních spar kompenzujících délkovou teplotní roztažno st

Základní princip: zajištění vodorovného pohybu konstrukce

Zdvojení svislé nosné konstrukce

Zdvojení neprochází základovoukonstrukcí (sloupy mají společnou patku)









Jednostranné kluzné uloženíDilatační spára ve stropní desce v místě předpokládaných nulových momentů



Jednostranné kluzné uložení




Dilatační spára v místě průvlaku - kluzné uložení průvlaku




Dilatační trny




Dilatační trny




Dilatační trny - náhrada tradičního řešení




Dilatační trny



Příklady řešení dilata čních spar


















Dilata ční profily do konstrukce podlahy

[3]




[3]




[3]



Dilata ční profily do konstrukce st řechy

[3]


Nerovnoměrné sedání staveb




Příčiny nerovnom ěrného sedání staveb

● Nepravidelné podloží v místě stavby● Velký rozdíl v napětí v základové spáře pod různými částmi objektu● Různý způsob založení objektu● Časový odstup mezi realizacemi různých částí objektu

Účinky nerovnom ěrného sedání

● Rozdílné sedání budovy způsobuje zvýšení napětí v konstrukcích

● Zvýšené napětí v konstrukcích může způsobit statické poruchy:

- tahové trhliny- smykové trhliny- deformace konstrukcí

(Podrobně viz další přednáška)



Příklady poruch vlivem nerovnom ěrného sedání



Příklady poruch vlivem nerovnom ěrného sedání


Návrh dilatační spáry - sedání

Princip návrhu dilata ční spáry z d ůvodu nerovnom ěrného sedání stavby

● Dilatační spára musí umožnit zejména svislý (ale i vodorovný) pohyb konstrukce

● Spára musí procházet všemi nosnými i navazujícími kompletačními konstrukcemi

● Dilatační spára vždy prochází i základovou konstrukcí .

● Lze zároveň navrhnout i prokompenzaci objemových změn



Schematické znázorn ění umíst ění dilata ční spáry v závislosti na p říčině nerovnom ěrného sedání budovy

Nepravidelné podloží v místě stavby Rozdílná úroveň základové spáry



Schematické znázorn ění umíst ění dilata ční spáry v závislosti na p říčině nerovnom ěrného sedání budovy

Rozdílné napětí v základové spáře Rozdílné napětí v základové spáře(různá výška objektu) (různé užitné zatížení)


Návrh základových konstrukcí - sedání

Základní princip

Nutná dostatečná vzdálenost mezi dilatovanými základovýmikonstrukcemi tak, aby nedošlo k překročení únosnosti zákl. půdy.

Zjednodušené schema:


min aa a min aa a

45o

Eliminace nerovnoměrného sedání

Principy konstruk čního řešení eliminujícího nerovnom ěrné sedání stavby

● Liniové oddálení svislých nosných konstrukcí a jejich základů pomocí- vykonzolování stropních konstrukcí- vloženého oboustranně kluzně uloženého stropního pole

● Prost řídání modulace (pouze u skeletových systémů) v kombinaci s vykonzolovánímstropní konstrukce. Díky tomu je možné menší liniové oddálení svislých konstrukcí.

● Omezení nerovnoměrného sedání volbou základové konstrukce- použití hlubinných základů (nerovnoměrné podloží)- proměnný charakter plošných základů v rámci objektu, respektující

rozdílné zatížení z jednotlivých svislých konstrukcí- proměnný charakter plošných základů v rámci objektu, respektující

nepravidelný charakter podloží v místě stavby

Dilata ční spára navržená z d ůvodů nerovnom ěrného sedání stavby je vždy dražší neždilata ční spára kompenzující pouze objemové zm ěny konstrukcí.


Konstrukční řešení dilatace - sedání

Vykonzolování stropních konstrukcí

● Vykonzolování max. 1/3 rozpětí pole stropní konstrukce (pnutí ve směru konzoly)



Vložené stropní pole, oboustrann ě kluzn ě uložené

● Nevýhoda - 2 dilatační spáry



Prost řídání modulace v kombinaci s vykonzolováním stropní konstrukce

● Pozor na vzdálenosti patek v obou směrech (nejen kolmo na spáru).












Dilata ční profily do konstrukce podlahy na terénu

[3]


Děkuji za pozornost

Literatura použitá v prezentaci:

[1] Hájek P.: Přednášky KP20, ČVUT v Praze, Fakulta stavební, Praha 2004

[2] ČSN EN 1992-1-1, Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí - Část 1-1

[3] Podklady firmy Interceramica, spol. s.r.o.


Date post:	20-Feb-2020
Category:	Documents
Upload:	others
View:	7 times
Download:	0 times

Dilatace nosných konstrukcíkps.fsv.cvut.cz/upload/files/ps01-22-dilatace.pdf · Dilatace nosných...

Documents