1

Skeletové konstruk ční systémy

Konstruk ční systémje celek složený z :a) Nosných konstrukcíb) Kompleta čních konstrukcí (nenosných) c) Technického za řízení (vodovod, kanalizace, vytápění, větrání..)d) Funk čního a technologického vybavení

KONSTRUKČNÍ SYSTÉM musí splňovat základní požadavky, na jejichž základě se navrhuje a dimenzují:

1. mechanická odolnost a stabilita, 2. požární bezpe čnost, 3. ochrana zdravých životních podmínek a životního p rost ředí,4. ochrana proti hluku a vibracím,5. bezpečnost p ři užívání,6. úspora energie a ochrana tepla,7. ekonomické8. architektonické atd.

Nosné konstrukce tedy musí p ředevším bezpe čně přenést veškerá zatížení p ůsobící na konstrukce a tím na celý objekt do základové p ůdy.

Stabilita – Prostorová tuhost

•• VzVzáájemným propojenjemným propojen íím konstrukm konstruk ččnníích prvkch prvk ůů (st(stěěna na čči sloup, i sloup, strop, zstrop, zááklad) vytvoklad) vytvořřííme me KONSTRUKKONSTRUKČČNNÍÍ SYSTSYSTÉÉMM..

•• Vhodnou volbou KS zajistVhodnou volbou KS zajistííme me STABILITUSTABILITU objektu jako celku. objektu jako celku.

•• STABILITA STABILITA stavebnstavebníího objektu je tedy ho objektu je tedy schopnost schopnost konstrukckonstrukc íívzdorovatvzdorovat vnvněějjšíším m úúččinkink ůům zatm zat íížženeníí (st(stáálláá+nahodil+nahodiláá+mimo+mimořřáádndnáá), ), anianižž ppřři tom dojde k nepi tom dojde k nepřříípustným deformacpustným deformacíím (zmm (změěnněě tvaru) tvaru) objektu nebo poklesu objektu.objektu nebo poklesu objektu.

•• RozhodujRozhodujííccíím kritm kritéériem (mriem (měřěříítkem) stability je tkem) stability je PROSTOROVPROSTOROVÁÁTUHOSTTUHOST systsystéému.mu.

•• Prostorovou tuhost systProstorovou tuhost systéému zajimu zajiššťťujujíí nosnnosnéé svislsvisléé prvky (stprvky (stěěny, ny, sloupy) spojensloupy) spojenéé s vodorovnými prvky (strop, prs vodorovnými prvky (strop, průůvlak) a vlak) a ztuztužžujuj ííccííkonstrukcekonstrukce ..

•• Dle spoje vytvDle spoje vytváářřííme prostorovme prostorověě -- tuhý celektuhý celek-- netuhý celeknetuhý celek

•• REDUKCE TUHOSTIREDUKCE TUHOSTI vazeb vazeb –– ppřři velkých objemových zmi velkých objemových změěnnáách ch –– dilatadilataččnníí spspááryry-- nestejný pokles znestejný pokles záákladových konstrukckladových konstrukcíí –– posuvnposuvnéé spspááryry

2

Konstruk ční systém - rozdělení

dle zvolených svislých nosných konstrukcí:

A. StěnovéB. Skeletové (sloupové) - B.1 rámové (průvlakové)

- B.2 hlavicové (hřibové)- B.3 deskové (bezprůvlakové)

C. Kombinované - stěnové a skeletovéD. Superkonstrukce (zvláštní systém)E. Jednopodlažní halové KS (strop tvoří střechu objektu)

dle uspo řádání svislých nosných konstrukcí:

1. Podélné2. Příčné3. Obousm ěrné (kombinované)

KS dle uspoKS dle uspořřááddáánníí svislých nosných prvksvislých nosných prvkůů

•• PodPodéélnýlný

•• PPřřííččnýný

•• ObousmObousměěrnýrný

SKELETOVSKELETOVÉÉ KONSTRUKKONSTRUKČČNNÍÍ SYSTSYSTÉÉMYMY

DDěělenleníí dle materidle materiáálu:lu:-- kovovkovovéé-- ddřřevevěěnnéé-- betonovbetonovéé -- monolitickmonolitickéé,,

-- montovanmontovanéé,,-- prefamonolitickprefamonolitickéé,,

-- kombinovankombinovanéé..

DDěělenleníí dle tvaru vodorovných nosných prvkdle tvaru vodorovných nosných prvkůů::-- rráámovmovéé (pr(průůvlakovvlakovéé))-- hlavicovhlavicovéé-- deskovdeskovéé-- kombinovankombinovanéé..

3

SKELETOVSKELETOVÉÉ KONSTRUKKONSTRUKČČNNÍÍ SYSTSYSTÉÉMYMY

-- prvky skeletovprvky skeletovéého (sloupovho (sloupovéého) KSho) KS

Typy skeletových KSTypy skeletových KS

RRáámový skeletmový skelet Hlavicový skeletHlavicový skelet Deskový skeletDeskový skeletKombinovaný Kombinovaný

skeletskelet

4

Rámové skelety- sloupy (stojky, rámové stojky) + průvlaky (příčel, rámová příčel) = RÁM(rámová konstrukce), který zajišťuje stabilitu budovy

- stropní deska je podepřená průvlaky

-zvýšení tuhosti (ohybové tuhosti) rámového systému => ztužující stěny (štítová stěna, vnitřní jádro apod., betonové či cihelné). Jejich rozmístěnív půdoryse musí být souměrné.

Přenášení ú činků zatížení (tzn. uspořádání rámů):

- příčné (dobrá tuhost, variabilnost členění fasády, komplikace při provádění instalací) – výška budovy větší než 2 x šířka (5 až 6 podlaží)

- podélné (snadné provedení instalací, omezení variability fasády, rámy zastiňují místnosti = menší výška okenních pásů) - rozpon 4,5 – 6 m, výška budovy max. 2 x šířka (2 až 4 podlaží)

- obousm ěrné (velmi vysoká tuhost, budovy nepříznivě namáhanéobzvláště výškové)

Typy rámových systém ů

5

Hlavicové skelety - rozpon 6 až 9 m- průvlaky jsou redukovány do silně vyztužených prvků – hlavic, uložených na sloupech- zatížení stropní konstrukce je přenášeno prostřednictvím těchto hlavic do sloupů- hlavice zabraňují propíchnutí desky sloupem a zkracují rozpětídesky tzn. menší průhyby desky- tvar hlavice je pravoúhlý, kruhový, mnohoúhelníkový.

Výhoda – vysoká únosnost (pro objekty skladování a výroby).Nevýhoda – obtížné provád ění instalací, které hlavicí nesmí procházet.

Pásy s r ůzným vyztužením

6

Deskové skelety (bezprůvlakový)- rozpon do 6 m- zatížení je ze stropu přenášeno přímo do sloupů formou skrytých průvlaků tzv. bodově podepřená deska- v místě desky nad sloupem vyšší % vyztužení – proti propíchnutí.

Výhody – jednoduché provádění bednění a vyztužení, rovný podhled, snadný rozvod instalací, dispoziční variabilita.

Nevýhody – malá tuhost systému- používají se v budovách s malým užitným zatížením.

Pásy s r ůzným vyztužením

7

Redukce tuhosti

Mezi prvky KS v případě, že není vysoká tuhost žádoucí provádíme:

- dilata ční spáry – značné objemové změny vyvolané kolísáním teploty a vlhkosti,- posuvné spáry – nestejným pokles základových konstrukcí.

1. Betonov1. Betonovéé monolitickmonolitickéé skeletovskeletovéé systsystéémymy

-- monolitickmonolitickáá konstrukce konstrukce –– vhodnvhodnéé ppřřizpizpůůsobensobeníí kk--ččnnííhoho systsystéému mu funkfunkččnníím a statickým pom a statickým požžadavkadavkůům,m,

-- variabilita variabilita řřeeššeneníí kk--ččnnííhoho systsystéému,mu,-- sloupy rsloupy růůzných tvarzných tvarůů, um, umííststěěny pravidelnny pravidelněě i nepravidelni nepravidelněě,,-- obvykle vyuobvykle využžititíí systsystéémovmovéého bednho bedněěnníí –– jednoduchost bednjednoduchost bedněěnníí,,

-- výhoda výhoda –– celistvost najednou betonovaných celistvost najednou betonovaných ččááststíí konstrukce = konstrukce = efektivnefektivníí redistribuce vnitredistribuce vnitřřnníích sil v konstrukci,ch sil v konstrukci,

-- tuhost styktuhost stykůů = vy= vyššíšší odpor vodpor vůčůči zati zatíížženeníí,,

-- skelety rskelety ráámovmovéé (pr(průůvlakovvlakovéé), deskov), deskovéé a ha hřřibovibovéé..

8

Bednění stropních desek

Bednění sloup ů

Příklady monolitických skelet ů

9

2. Betonov2. Betonovéé montovanmontovanéé skeletovskeletovéé systsystéémymy

-- technologicky výhodntechnologicky výhodnéé –– momožžnost výroby prvknost výroby prvkůů v lepv lepšíšíchchpodmpodmíínknkáách nech nežž poskytuje staveniposkytuje staveniššttěě,,

-- nevýhody nevýhody –– řřeeššeneníí stykstykůů (mnohdy problematick(mnohdy problematickéé),),-- styky styky -- ppřřenenášíáší namnamááhháánníí od zatod zatíížženeníí,,

-- u obvodových stu obvodových stěěn n –– ochrana proti vochrana proti věětru a vodtru a voděě,,-- ppřřenos zatenos zatíížženeníí –– tlakovtlakováá namnamááhháánníí →→ zzáálivkový beton ve styku,livkový beton ve styku,

-- tahovtahováá namnamááhháánníí →→ stykovacstykovacíí výztuvýztužž,,

-- poupoužžititíí tytyččových prvkových prvkůů (sloupy, pr(sloupy, průůvlakyvlaky……),),

-- rrůůznznéé výrobnvýrobníí řřady ady –– rozteroztečče sloupe sloupůů, jin, jinéé úúnosnosti konstrukcnosnosti konstrukcíí::-- skelety lehkskelety lehkéé –– rozprozpěěttíí do 7,2 m; pro mendo 7,2 m; pro menšíší zatzatíížženeníí,,-- skelety stskelety střřednedníí –– rozprozpěěttíí do 9 m;do 9 m;-- skelety tskelety těžěžkkéé –– rozpon arozpon ažž do 12 m (poudo 12 m (použžititíí ppřředpjatých edpjatých stropnstropníích panelch panelůů); pro velk); pro velkáá zatzatíížženeníí,,

-- skelety rskelety ráámovmovéé (pr(průůvlakovvlakovéé), deskov), deskovéé (skryt(skrytéé prprůůvlaky), hvlaky), hřřibovibovéé

10

11

3. Betonov3. Betonovéé prefamonolitickprefamonolitickéé skeletovskeletovéé systsystéémymy

-- spojenspojeníí obou zobou záákladnkladníích technologických postupch technologických postupůů –– montovanmontovanéé a a monolitickmonolitickéé ččáásti skeletovsti skeletovéé konstrukce,konstrukce,

-- snaha psnaha přřizpizpůůsobit dimenze monolitických prvksobit dimenze monolitických prvkůů popožžadavkadavkůům, kterm, kteréése obtse obtíížžnněě plnplníí konstrukcemi prefabrikovanými,konstrukcemi prefabrikovanými,

-- ddůůleležžititéé je sprje spráávnvněě provprovéést spoj mezi montovanou a monolitickou st spoj mezi montovanou a monolitickou ččááststíí –– stykovstykovéé plochy prefabrikplochy prefabrikááttůů vhodnvhodněě upraveny (vyupraveny (vyččnníívajvajííccíívýztuvýztužž, tvarov, tvarováánníí))

PPřřííklady:klady:-- prefabrikovanprefabrikovanéé hlavice ze znahlavice ze značčnněě vyztuvyztužženenéého betonu + monolitickho betonu + monolitickáástropnstropníí deska,deska,-- prefaprefa stropnstropníí panely (ztracenpanely (ztracenéé bednbedněěnníí) +) +monolitickmonolitickáá deska = filigrdeska = filigráánovnovéé spspřřaažženenéé stropy,stropy,-- kombinace prefabrikovaných a monolitických sloupkombinace prefabrikovaných a monolitických sloupůů..

-- skelety rskelety ráámovmovéé (pr(průůvlakovvlakovéé), deskov), deskovéé a ha hřřibovibovéé..

PrefamonolitickPrefamonolitickéé stropy stropy -- filigrfiligráánovnovéé

4. Kovov4. Kovovéé skeletovskeletovéé systsystéémymy-- kov kov -- vysokvysokáá úúnosnost v tlaku i tahu =nosnost v tlaku i tahu =>> vhodný materivhodný materiáál pro vodorovnl pro vodorovnééi svisli svisléé nosnnosnéé konstrukce skeletukonstrukce skeletu,,-- nníízký moment setrvazký moment setrvaččnosti =nosti =>> menmenšíší odpor vodpor vůčůči vodorovni vodorovnéému zatmu zatíížženeníía excentricky pa excentricky půůsobsobííccíím silm siláám = m = >>u vu víícepodlacepodlažžnníích budov nutno sloupy spch budov nutno sloupy spřřahovat pro zvýahovat pro zvýššeneníí ohybovohybovéétuhosti celtuhosti celéého systho systéému,mu,

-- kovovkovovéé sloupy sloupy –– výraznvýraznéé zmenzmenššeneníí profilprofilůů sloupsloupůů,,-- menmenšíší ohybovohybováá tuhost = vtuhost = věěttšíší deformace napdeformace napřř. od . od úúččinku vinku věětru tru

==>> nutno brnutno bráát v t v úúvahu u kompletavahu u kompletaččnníích konstrukcch konstrukcíí,,-- prvky skeletu prvky skeletu -- profily I a U, pprofily I a U, přříípadnpadněě spojenspojeníí vvííce profilce profilůů dohromady dohromady (sva(svařřeneníím, spoji m, spoji ššroubovými nebo nýtovými),roubovými nebo nýtovými),-- sloupy a prsloupy a průůvlaky = rvlaky = ráámovmováá konstrukce,konstrukce,-- stystyččnnííky ky –– spoje svaspoje svařřeneníím (na stavenim (na staveniššti problti probléém s kvalitou svarm s kvalitou svarůů),),

-- spoje mechanickspoje mechanickéé –– ššrouby, nýty (drouby, nýty (dřřííve),ve),-- ššroubovroubovéé spoje = menspoje = menšíší tuhost =tuhost =>> nutno doplnit knutno doplnit k--cici ppřřííhradovými hradovými ztuztužžidly (diagonidly (diagonáálnlníí prvky),prvky),

-- skelety rskelety ráámovmovéé (pr(průůvlakovvlakovéé))

12

4. Kovov4. Kovovéé skeletovskeletovéé systsystéémymy

-- nevýhody nevýhody -- menmenšíší ohybovohybováá tuhost,tuhost,-- malmaláá popožžáárnrníí odolnost odolnost -- nutno pounutno použžíít ochrannt ochrannéénnááttěěry (ry (samozpsamozpěňěňujujííccíí), obklady, om), obklady, omíítky,tky,-- destrukce prvkdestrukce prvkůů korozkorozíí –– nutno konstrukci po dobu nutno konstrukci po dobu jejjejíí žživotnosti chrivotnosti chráánit, pnit, přříípadnpadněě navrhnout vnavrhnout věěttšíší profily,profily,

-- výhody výhody -- menmenšíší stavenistavenišštntníí pracnost oproti zdpracnost oproti zděěným nebo ným nebo monolitickým konstrukcmonolitickým konstrukcíím, m, -- odpadajodpadajíí technologicktechnologickéé ppřřestestáávky,vky,-- menmenšíší profily prvkprofily prvkůů (oproti zd(oproti zděěným nebo betonovým),ným nebo betonovým),-- vvííce volnce volněě vyuvyužžitelnitelnéé ppůůdorysndorysnéé plochy,plochy,-- konstrukce na vkonstrukce na věěttšíší rozprozpěěttíí..

5. D5. Dřřevevěěnnéé skeletovskeletovéé systsystéémymy

-- podobnpodobnáá pevnost v tlaku a tahu jako u betonových prvkpevnost v tlaku a tahu jako u betonových prvkůů = vhodn= vhodnéé pro pro sloupovsloupovéé nosnnosnéé systsystéémy,my,-- hohořřlavost lavost –– omezenomezenéé vyuvyužžititíí pro vpro víícepodlacepodlažžnníí budovy,budovy,-- ččastastéé vyuvyužžititíí pro rodinnpro rodinnéé domy a pdomy a přříípadnpadněě bytovbytovéé domy,domy,

-- oploplášášttěěnníí sloupovsloupovéé konstrukce dkonstrukce dřřevem, sevem, sáádrokartonem nebo deskami drokartonem nebo deskami na bna báázi dzi dřřeva (napeva (napřř. OSB desky). OSB desky)= = >> vliv na rozmvliv na rozmííststěěnníí sloupsloupůů, jsou bl, jsou blíízko u sebe (obvykle 625mm),zko u sebe (obvykle 625mm),

-- nníízkopodlazkopodlažžnníí výstavba = malvýstavba = maléé vodorovnvodorovnéé zatzatíížženeníí= = >> pompoměěrnrněě subtilnsubtilníí profily sloupprofily sloupůů (nap(napřř. 60/120mm). 60/120mm)

Výhody:Výhody:-- vhodnvhodnéé pro pro nníízkoenergetickzkoenergetickéé objekty;objekty;-- lehklehkáá konstrukce, jednoduchkonstrukce, jednoducháá montmontáážž –– i prefabrikovani prefabrikovanéé ddííly;ly;-- rychlost výstavby;rychlost výstavby;-- ddřřevo evo -- ppřříírodnrodníí obnovitelný surovina;obnovitelný surovina;

13

Skladby konstrukcSkladby konstrukcíí ddřřevevěěnnéého skeletovho skeletovéého domuho domu

ObvodovObvodováá ststěěnana

14

Skladby konstrukcSkladby konstrukcíí ddřřevevěěnnéého skeletovho skeletovéého domuho domu

--StropnStropníí konstrukcekonstrukce-- trtráámový strop;mový strop;ttěžěžkkáá plovoucplovoucíí podlaha,podlaha,podhled.podhled.