Upozornění pro čtenáře a uživatele této knihy

Všechna práva vyhrazena. Žádná část této tištěné či elektronické knihy nesmí být reprodukována ani šířena v papírové, elektronické či jiné podobě bez předchozího písemného souhlasu nakladatele. Neoprávněné užití této knihy bude trestně stíháno.

Věnováno mému tátovi Ing. arch. Václavu Hájkovi, který po dlouhé období vedl autorské kolektivy zpracovávající učebnice pro střední průmyslové školy, a který mě k psaní těchto učebnic přivedl a tuto štafetu mně postupně předal.

Petr Hájek

Učebnici připravil autorský kolektiv pracovníků Katedry konstrukcí pozemních staveb,

Fakulty stavební, ČVUT v Praze: Prof. Ing. Petr Hájek, CSc. (vedoucí kolektivu), Ing. Ctislav Fiala, PhD., Ing. Jiří Pazderka, PhD., Ing. Jan Růžička, PhD.

Spolupráce Michal Nývlt

Lektorovala Ing. Alena Kračmarová, CSc.

Petr Hájek a kolektiv

Pozemní stavitelství I

pro SPŠ stavební

Základní požadavky a konstrukční systémy budov

TIRÁŽ TIŠTĚNÉ PUBLIKACE:

Vydala Grada Publishing, a.s.

U Průhonu 22, 170 00  Praha 7

tel.: +420 234 264 401, fax: +420 234 264 400

www.grada.cz

jako svou 5648. publikaci

Odpovědná redaktorka Eva Škrabalová

Grafická úprava a sazba Eva Hradiláková

Fotografie na obálce Prof. Ing. Petr Hájek, CSc.

Fotografie v textu z archivu autorů

Ilustrace z archivu autora a Wieneberger cihlářský průmysl, a.s.

Počet stran 144

První vydání, Praha 2014

Vytiskly Tiskárny Havlíčkův Brod, a.s.

© Grada Publishing, a.s., 2014

Cover Design © Eva Hradiláková, 2014

Odborná recenze Zdenko Metzker

Vše, co je v knize uvedeno, bylo autory napsáno v upřímné snaze zprostředkovat čtenářům přístupnou formou co nejlepší informace. Z jejich praktického uplatnění nevyplývají pro autory ani pro redakci žádné právní důsledky. Názvy produktů, firem apod. použité v knize mohou být ochrannými známkami nebo registrovanými ochrannými známkami příslušných vlastníků.

ISBN 978-80-247-5101-6

ELEKTRONICKÉ PUBLIKACE:

E-knihu ve formátu EPUB vytvořil Jan Löffelmann.

ISBN 978-80-247-9435-8 (ve formátu PDF)

ISBN 978-80-247-9436-5 (ve formátu EPUB)

Pozemní stavitelství I–VIII pro SPŠ stavební

Výstavba budov zaznamenala v posledních dvaceti letech výrazné změny v koncepci navrhování, v užívaných materiálech, technologiích i postupech návrhu konstrukcí. Uvedený vývoj je motivem pro vydání nového souboru učebnic, který je přednostně určen pro výuku studentů na středních odborných školách stavebního zaměření, ale může sloužit i jako základní studijní materiál pro jiné formy studia. Široká tématika navrhování budov je rozdělena do osmi dílů, které postupně seznámí studenty s aktuálním stavem a trendy jednotlivých oblastí, ale současně i se způsoby stavění v předchozích obdobích, jejichž znalost je nutnou podmínkou pro efektivní navrhování rekonstrukcí a modernizací budov.

Soubor učebnic je členěn na jednotlivá témata zahrnující problémové celky navrhování budov. Jednotlivé školy si vytvořily vlastní školní vzdělávací programy, které se mohou lišit. Proto nebylo cílem vytvořit univerzální sled učebnic odpovídající jednotlivým rokům studia, nýbrž poskytnout soubor učebnic, ze kterých si vyučující vyberou části vhodně zapadající do jejich učebního plánu.

Soubor učebnic je členěn takto:

Pozemní stavitelství I

– Základní požadavky a konstrukční systémy budov,

Pozemní stavitelství II

– Nosné konstrukce budov – svislé, stropní a předsazené,

Pozemní stavitelství III

– Schodiště, základové konstrukce, spodní stavba,

Pozemní stavitelství IV

– Zastřešení budov, obvodové pláště, výplně otvorů,

Pozemní stavitelství V

– Kompletační konstrukce,

Pozemní stavitelství VI

– Stavební fyzika, zdravotní nezávadnost a požární bezpečnost staveb,

Pozemní stavitelství VII

– Technická zařízení budov,

Pozemní stavitelství VIII

– Typologie budov, udržitelná výstavba.

Rychlý vývoj techniky vyžaduje soustavné sledování nových informací v daných oblastech. Proto je třeba neomezovat se na informace předkládané v učebnicích, ale studovat i odbornou literaturu, časopisy, informace na internetu, a to vše včetně zahraničních. Proto jsou u hlavních kapitol uvedeny slovníčky se základními termíny v angličtině, které mohou usnadnit orientaci v zahraničních informačních zdrojích.

Autory souboru učebnic jsou specialisté z Fakulty stavební ČVUT v Praze, kteří se snaží aktuální informace o stavu a vývojových trendech výstavby budov podat co nejsrozumitelnější formou. Záměrem je poskytnout kvalitní vzdělání v oblasti pozemních staveb pro odborníky, kteří odcházejí přímo do stavební praxe a současně připravit nové zájemce pro studium na vysoké škole a zajistit tak novou generaci projektantů a stavitelů vysoce kvalitních budov respektujících současné požadavky udržitelného rozvoje společnosti.

Předmluva

První díl učebnice Pozemní stavitelství si klade za cíl uvést do problematiky navrhování budov studenty, kteří se poprvé setkávají s tímto oborem. Úkolem je seznámit je se základní terminologií, tříděním, požadavky na budovy a podat základní přehled o konstrukčních systémech budov.

Úplné pochopení některých kapitol této učebnice však vyžaduje podrobnější znalosti o prvcích konstrukcí a jejich chování a budou pro studenty lépe pochopitelné až ve vyšších ročnících studia. Do počátku studia se proto doporučuje zařadit především kapitoly jedna až tři a obecnější informace z kapitoly pět. Ostatní kapitoly bude lépe zařadit až do výuky vyšších ročníků.

Učebnice je rozdělena do sedmi kapitol. První tři kapitoly jsou úvodem do tématiky zabývající se základním tříděním pozemních staveb, požadavky kladenými na jejich navrhování a hlavními principy navrhování včetně historického vývoje a tendencí a směrů dalšího vývoje pozemních staveb. Kapitola čtyři obecně popisuje konstrukční systém, jeho prvky a jejich vzájemné spolupůsobení. Zbylé tři kapitoly obsahují přehled konstrukčních systémů budov. Je zřejmé, že konstrukční systémy budov se skládají z jednotlivých prvků a subsystémů, o kterých je pojednáno detailněji až v dalších dílech. Proto je přehled konstrukčních systémů podán více v obecné rovině a pro snadnější pochopení doplněn příklady a fotografiemi z praxe. Řada konstrukčních řešení však bude do důsledku vysvětlena až v následujících dílech. Autoři proto doporučují studentům i jejich vyučujícím, aby se ve výuce pozemního stavitelství k této části průběžně vraceli i v průběhu studia dalších témat a nově získané specifické informace propojovali s obecnějšími informacemi o charakteru a působení konstrukčních systémů. Toto je také základním principem metody integrovaného navrhování budov, která se snaží v rámci jednoho návrhového procesu pojmout všechny důležité informace s cílem dosažení optimálního celkového řešení budovy.

Při psaní učebnice se vycházelo z předchozích učebních textů zpracovávaných pod vedením hlavního autora. Všechny texty i obrázky byly přepracovány a aktualizovány s ohledem na vývoj stavebnictví a potřeby této učebnice. V každém případě bych rád poděkoval všem předchozím spoluautorům za to, že svojí prací také svým způsobem přispěli k obsahu této učebnice. Především bych chtěl vyjádřit dík spoluautorům skript Konstrukce pozemních staveb 1, jmenovitě Ing. Marcele Pavlíkové, CSc. a doc. Ing. Vladimíru Žďárovi, CSc. z jejichž kapitol bylo čerpáno nejvíce. Lektorce Ing. Aleně Kračmarové, CSc. děkuji za pečlivé přečtení a cenné připomínky.

Praha, červenec 2014

Petr Hájek

Základní třídění pozemních staveb

1.1 Funkční třídění pozemních staveb

1.2 Materiálové třídění

1.3 Technologické třídění

1.4 Stavebněkonstrukční třídění

1

Stavebnictví se dělí načtyři základní obory: pozemní stavitelství, průmyslové stavitelství, inženýrské stavitelství avodní stavitelství. Produkty stavební činnosti jsou stavební objekty, které lze podle charakteru aúčelu rozdělit dočtyř skupin:

- •pozemní stavby: stavby pro bydlení, občanské stavby, stavby pro průmysl, energetiku azemědělství,

- •dopravní stavby apodzemní stavby: silnice, mosty, tunely, železnice aj.,

- •vodohospodářské stavby: přehrady, meliorace, úpravy vodních toků aj.,

- •speciální stavby: stožáry, podzemní kolektory aj.

slovníček

obytná budova – residential building

kancelářská budova – office building

průmyslová budova – industrial building

zemědělská budova – agricultural building

dřevěná konstrukce – timber structure

kamenná konstrukce – stone structure

betonová konstrukce – concrete structure

ocelová konstrukce – steel structure

kombinovaná konstrukce – composite structure

zděná konstrukce – masonry structure

monolitická konstrukce – cast in-situ structure

prefabrikovaná konstrukce – prefabricated structure

nosná konstrukce – load-bearing structure

1.1Funkční třídění pozemních staveb

Zhlediska účelu (tj. hlavní funkce), pro který se objekt staví, lze rozdělit pozemní stavby donásledujících skupin apodskupin:

Stavby pro bydlení:

- •obytné domy: bytové domy (obr. 1.1), rodinné domy,

- •stavby pro individuální rekreaci: chaty, rekreační domky, chalupy aj.

Obr. 1.1 Bytový dům – energeticky pasivní

Občanské stavby:

- •stavby pro zdravotnictví asociální péči: nemocnice, polikliniky, jesle, hospice, domy spečovatelskou službou aj.,

- •školské stavby: mateřské školy, školy aj.,

- •sportovní stavby: tělocvičny, sportovní haly, fitness centra, hřiště, stadiony, aquaparky, koupaliště, jízdárny, loděnice aj.,

- •stavby pro vědu, kulturu aosvětu: divadla, kina, multikina, knihovny, galerie, výstavní síně, muzea, výstaviště, výzkumné laboratoře, archivy, výzkumná centra (obr.1.2), aj.,

- •stavby pro duchovní rozvoj člověka: kostely, kaple, kláštery, synagogy, poutní domy,

- •stavby pro služby aobchod: prodejny, obchodní domy, hypermarkety, banky, restaurace,

- •stavby pro dočasné ubytování: hotely, penziony, ubytovny, hostely, motely aj.,

- •budovy pro dopravu aspoje: odbavovací haly letišť anádraží, pošty aj.,

- •administrativní budovy.

Obr. 1.2 Budova výzkumného centra

Průmyslové stavby:

- •výrobní objekty: výrobní haly, vícepodlažní výrobní objekty (obr 1.3), živnostenské dílny,

- •skladovací objekty,

- •budovy pro energetiku: kotelny, transformovny, čerpací stanice aj.

Obr. 1.3 Vícepodlažní výrobní objekt

Zemědělské stavby:

- •stavby pro živočišnou arostlinnou výrobu: stáje (obr. 1.4), seníky, skleníky, sklady.

Obr. 1.4 Ocelová konstrukce haly pro zimní ustájení skotu během výstavby

1.2Materiálové třídění

Zmateriálového hlediska dělíme konstrukce pozemních staveb napět základních skupin:

- •dřevěné konstrukce,

- •konstrukce zkamene,

- •konstrukce zkeramických materiálů,

- •betonové konstrukce,

- •kovové konstrukce.

Materiály ajejich kombinace je třeba volit tak, aby výsledná konstrukce byla co nejefektivnější.

Současné, ale ihistorické stavby mají často konstrukce kombinované zrůzných materiálů. Zhistorie známe například smíšené kameno-cihelné konstrukce, vsoučasnosti se uplatňují např. konstrukce ocelo-betonové, sklo-betonové, dřevo-betonové.

Kompletační konstrukce avněkterých případech inosné konstrukce nebo jejich části mohou využívat idalší materiály, jako např. konstrukce amateriály nabázi dřevní hmoty, skla, konstrukce amateriály nabázi plastu, konstrukce amateriály nabázi textilií auhlíkových vláken, pryže, surových přírodních jílů atd.

Kromě vyjmenovaných skupin existují ikonstrukce nabázi netradičních nebo historických materiálů, jako jsou nepálená hlína, rákos, sláma, bambus, led, papyrusové listy, textilie, kůže apod. Některé znich se znovu objevují jako alternativní materiály při navrhování staveb šetrných kživotnímu prostředí (sláma, nepálená hlína aj.).

1.2.1Dřevěné konstrukce

Dřevo patří mezi nejstarší konstrukční materiály používané pro výstavbu. Zhlediska materiálového dělíme konstrukce dřeva do třech skupin:

- •konstrukce zhraněného adeskového řeziva,

- •konstrukce lepené zhraněného řeziva azdřevěných lamel (lamelové konstrukce),

- •konstrukce nabázi dřevní hmoty (zpřekližek, zaglomerovaného dřeva aj.).

Výhody:

- •přírodní materiál vhodný zhlediska ekologického stavění,

- •estetická kvalita,

- •snadná zpracovatelnost amontáž konstrukce, jednoduché styky,

- •možnost lepení prvků,

- •možnost snadné demontáže aodstranění konstrukce anásledné recyklace materiálu,

- •výborné statické vlastnosti vevztahu kmalé hmotnosti prvků,

- •malá objemová hmotnost, snadná doprava amanipulace,

- •nízké dopravní náklady,

- •velká variabilita použití,

- •dobré tepelnětechnické vlastnosti,

- •snadná dostupnost (vurčitém místě ačase).

Nevýhody:

- •malý modul pružnosti aztoho vyplývající značná deformovatelnost,

- •omezená únosnost – nevhodné pro velká zatížení,

- •hořlavost dřeva, omezení výšky stavby zpožárních důvodů, potřeba protipožární ochrany,

- •nasákavost, degradace dřeva vdůsledku zvýšené vlhkosti,

- •objemové změny vlivem vlhkosti (ivzdušné),

- •biodegradace dřeva vdůsledku působení vlhkosti, napadení dřevokaznými houbami adřevokazným hmyzem,

- •různé zabarvení jednotlivých dřevěných prvků vlivem stárnutí, pokud jsou použity jako pohledová plocha vexteriéru.

Použití:

- •moderní energeticky úsporné domy rodinné domy do2-3 podlaží (obr. 1.5),

- •stavby bytové, administrativní, školské, sklady, výrobní haly, sportovní haly pro výzkum azkušebnictví (obr. 1.6) atd. (nutno zohlednit specifika dřevostaveb – především požární bezpečnost, akustické požadavky, prostorovou tuhost aúnosnost),

- •dřevěné stropní konstrukce akrovy – tradiční inovodobé (obr. 1.7),

- •historické stavby, lidové stavby.

Obr. 1.5 Dřevostavba rodinného domu slehkým sloupkovým systémem

Obr. 1.6 Dřevěná konstrukce haly zlepených lamelových prvků

Obr. 1.7 Jednoduchý dřevěný trámový strop

Vzávislosti nadostupnosti suroviny jsou moderní dřevostavby vněkterých částech světa značně rozšířeny (např. Rakousko, Německo, Švýcarsko, Skandinávie, USA, Kanada). Zpravidla jsou zohledněny místní stavební tradice adalší lokální specifika. VČR se novodobé dřevěné konstrukce používají přivýstavbě rodinných amenších bytových domů, nakonstrukce hal, sbíjené konstrukce zastřešení, krovy, dřevěné stropy atd.

1.2.2Konstrukce zkamene

Kámen stejně jako dřevo patří knejstarším konstrukčním materiálům. Kamenné konstrukce dále dělíme na:

- •konstrukce zlomového kamene (obr. 1.8),

- •konstrukce zopracovaného kamene,

- •konstrukce zgabionů.

Obr. 1.8 Kamenné zdivo zlomového kamene

Výhody:

- •přírodní materiál vurčitých oblastech snadno dostupný,

- •estetická kvalita,

- •velká pevnost vtlaku (vzávislosti nadruhu kamene),

- •velká životnost, trvanlivost,

- •velká tepelná jímavost materiálu (akumulace),

- •nehořlavost,

- •možnost recyklace.

Nevýhody:

- •vysoká cena opracovaného kamene,

- •vhodné pouze pro tlačené konstrukce,

- •velká objemová hmotnost, velké dopravní náklady, větší nároky namanipulaci nastaveništi,

- •malý tepelný odpor,

- •kámen je často zdrojem radonu – riziko zvýšené radioaktivity,

- •velká pracnost,

- •omezení výstavby vzimním období.

Použití:

- •nyní: gabiony (drátěné kontejnery naplněné lomovým kamenem – obr. 1.10), kamenné obklady adlažby, fasádní pláště reprezentativních budov,

- •dříve: klenby, kamenné sloupy (obr. 1.9) astěny, opěrné stěny, schodiště, konstrukce základů.

Obr. 1.9 Antický kamenný chrám

Obr. 1.10 Plot urodinného domu zgabionů

1.2.3 Konstrukce zkeramických ajílových materiálů

Konstrukce zkeramických ajílových materiálů se dále dělí na:

- •konstrukce zcihel acihelných tvárnic,

- •cihelné konstrukce vyztužené apředpjaté,

- •konstrukce znepálené hlíny.

Výhody:

- •materiál nabázi přírodních surovin vhodný zhlediska ekologického stavění,

- •základní keramické stavební prvky jsou menších rozměrů (cihly, tvárnice, keramické stropní vložky apod.); ztoho vyplývá vyšší variabilita návrhu konstrukce,

- •jednoduchá výstavba, snadná zpracovatelnost, malé nároky natěžkou stavební mechanizaci,

- •variabilita povrchových úprav, snadné omítání,

- •menší objemová hmotnost než ubetonu akamene, menší dopravní náklady, menší nároky namanipulaci nastaveništi,

- •dobrá únosnost vtlaku,

- •dobré tepelně-technické vlastnosti: větší tepelný odpor vzávislosti navylehčení keramiky dutinami,

- •nehořlavost, velká odolnost proti ohni, některé keramické materiály jsou vhodné ipro konstrukce vystavené velkému žáru,

- •malá teplotní roztažnost aztoho vyplývající možnost větších dilatačních úseků.

Nevýhody:

- •velká pracnost zděných konstrukcí,

- •minimální únosnost zdiva avlastních keramických prvků vtahu,

- •menší únosnost vtlaku – omezení výšky staveb (zejména uhodně vylehčených tepelně-izolačních dutinových tvárnic),

- •vzávislosti navýchozí surovině může být keramika zdrojem radonu atím radioaktivity,

- •omezení výstavby vzimním období,

- •ukonstrukcí znepálené hlíny vysoká citlivost nastyk svodou avlhkostí.

Použití:

- •nosné atepelně izolační zdivo nižších objektů (obr. 1.12),

- •nenosné svislé konstrukce (příčky, obvodové pláště apod.),

- •konstrukce znepálené hlíny (obr. 1.13)

- •keramické tvarovky jako výplň žebrových akazetových stropů (obr. 1.14),

- •keramické obklady adlažby.

- •historické stavby; dopol. 20. stol. nejběžnější stavební materiál (cihla pálená plná), cihelné klenby, cihelné zdivo (obr. 1.11).

Obr. 1.11 Cihelná klenba

Obr. 1.12 Zdivo zkeramických dutinových tvárnic

Obr. 1.13 Akumulační vyzdívka znepálených cihel vCentru ekologických aktivit – Sluňákov

Obr. 1.14 Stropní konstrukce svýplní

zkeramických vložek

1.2.4Betonové konstrukce

Betonové konstrukce se podle druhu betonu atechnologie jeho zpracování dále dělí na:

- •konstrukce zprostého betonu,

- •konstrukce železobetonové,

- •konstrukce zpředpjatého betonu,

- •konstrukce ze specálních betonů – vysokohodnotných, ultra vysokohodnotných, lehkých, vyztužených textilními výztužemi apod.,

- •betonové prvky pro zděné konstrukce avýplně stropů – prvky zlehčeného betonu (pórobetonové nebo slehčeným kamenivem), vápenopískové prvky, atd.

Výhody:

- •materiál, jehož vlastnosti lze předem navrhnout vhodnou volbou poměru akvality jednotlivých složek,

- •možnost téměř libovolného tvarování konstrukcí, vysoká variabilita návrhu,

- •velká pevnost vtlaku,

- •možnost vyztužování betonu ocelí vzhledem kpřibližně shodnému koeficientu teplotní roztažnosti – podmínka existence železobetonu,

- •možnost předpínání betonu – předpjatý beton,

- •železobeton: velká pevnost vohybu itahu (vzhledem kvyztužení ocelí),

- •nehořlavost, velká protipožární odolnost (beton dourčité míry chrání výztužnou ocel před žárem),

- •možnost realizace vevlhkém prostředí event. přímo vevodě,

- •velká životnost atrvanlivost materiálu,

- •velká tepelná jímavost materiálu (akumulace),

- •monolitické konstrukce: možnost variabilního tvarování konstrukce přímo nastavbě, nižší dopravní náklady,

- •prefabrikované konstrukce: rychlá výstavba, možnost montáže ivzimním období, menší staveništní pracnost.

Nevýhody:

- •minimální tepelný odpor – nutnost tepelné izolace obvodových konstrukcí zbetonu; nebezpečí vzniku tepelných mostů,

- •reologické změny betonu – smršťování adotvarování konstrukčních prvků,

- •monolitické konstrukce: velká staveništní pracnost – pracné anákladné bednění, nutné technologické přestávky zdůvodu zatvrdnutí betonu před odbedněním, omezení výstavby vzimním období,

- •prefabrikované konstrukce: velké dopravní náklady, potřeba těžké mechanizace pro dopravu inastaveništi,

- •degradace povrchových vrstev betonu vdůsledku karbonatace, následná koroze výztuže, nákladná sanace,

- •technicky iekonomicky náročná demontáž ademolice,

- •nákladná recyklace materiálu.

Použití:

- •vsoučasné době nejrozšířenější stavební materiál především pro nosné konstrukce,

- •monolitické konstrukce (obr. 1.15): sloupové astěnové systémy, železobetonové stropy, skořepiny, základy, opěrné stěny, schodiště,

- •prefabrikované konstrukce (obr. 1.17): sloupové astěnové systémy, stropní panely, schodišťové dílce (obr. 1.16), prostorová prefabrikace, předepnuté konstrukce,

- •zděné konstrukce askládané stropy zbetonových, pórobetonových tvárnic, tvárnic zlehčeného betonu, vápenopískových tvárnic, atd.,

- •spřažené prefa-monolitické konstrukce,

- •betonové základy,

- •výškové stavby – nejvyšší budova světa: Burdž Chalífa 828 m (dovýšky 650 m železobeton), Dubaj, SAE (2010) – obr. 1.18.

Obr. 1.15 Monolitická železobetonová konstrukce při výstavbě – lokálně podepřená stropní deska srovným podhledem

Obr. 1.16 Prefabrikované železobetonové prvky dvouramenného schodiště

Obr. 1.17 Prefabrikovaná železobetonová konstrukce jednopodlažní haly splnostěnnými vazníky průřezu T

Obr. 1.18 Železobetonová konstrukce výškové budovy Burdž Chalífa během výstavby vroce 2008

1.2.5Kovové konstrukce

Kovové konstrukce se podle druhu kovu dále dělí na:

- •ocelové konstrukce,

- •konstrukce zlitiny,

- •konstrukce zostatních kovů akovových slitin (hliník, dural).

Výhody:

- •rychlá montáž nevyžadující technologické přestávky,

- •montáž lze realizovat vzimě ivnepříznivém počasí,

- •prvky konstrukce jsou předem vyrobeny svelkou přesností,

- •menší staveništní pracnost, menší dopravní náklady anároky namanipulaci nastaveništi,

- •nehořlavý materiál,

- •snadná arychlá demontáž konstrukce, snadná recyklace,

- •relativně malá vlastní tíha konstrukčních prvků vzhledem kjejich dimenzím aúnosnosti,

- •ocelové konstrukce: velká únosnost oceli vtahu, tlaku aohybu při relativně malých průřezech prvků, možnost realizace velkých rozponů stropů, zastřešení akonstrukcí velkých výšek,

- •litinové konstrukce: velká únosnost vtlaku, litina nekoroduje,

- •možnost výhodné kombinace ocelových prvků sbetonem (spřažené stropy ocelobetonové apod.).

Nevýhody:

- •při vysokých teplotách ztráta pevnosti oceli – nutnost protipožární ochrany,

- •ocel koroduje – nutnost ochrany aúdržby,

- •náročnost napřesnost návrhu irealizace,

- •vněkterých případech doprava rozměrných prvků.

Použití:

- •ocel: nosné konstrukce ovelkých rozponech, zatíženích avýškách, – běžné vícepodlažní budovy: ocelové stropy (obr. 1.19), ocelové skelety (obr. 1.20),

- •halové objekty: ocelové haly (obr. 1.21), ocelové vazníky, ocelové příhradové vazníky aj.,

- •litina: druhá polovina 19. století, vsoučasnosti se používá méně často,

- •ostatní kovy: hliníkové konstrukce lehkých obvodových plášťů aoken, oplechování zpozinkovaného plechu, mědi apod.,

- •tažené konstrukce zastřešení orozponech až 200 m ivíce bez vnitřní podpory.

Obr. 1.19 Ocelová stropní konstrukce znosníků průřezu Iaprofilovaných plechů

Obr. 1.20 Ocelový vícepodlažní skelet administrativní budovy

Obr. 1.21 Ocelová konstrukce haly (Incheon, Seoul, Jižní Korea). Příhradové oblouky podepírají zasklení letištní haly

1.2.6Materiálově atechnologicky kombinované konstrukce

Při návrhu konstrukčního systému je snaha ooptimální využití vlastností konstrukčních materiálů. Proto se svýhodou využívá kombinace různých konstrukčních materiálů aprvků. Typickým příkladem je využití vysoké únosnosti oceli vtahu abetonu vtlaku. Běžný železobetonový průřez vychází zuvedeného principu – ocelová výztuž přenáší tah natažené straně ohýbaného průřezu abeton přenáší tlak natlačené straně. Ze stejného principu vychází ispřažená ocelobetonová stropní konstrukce, kde ocelový nosník atrapézový ocelový plech naspodní straně přenášejí tah anabetonovaná deska přenáší tlak. Obdobně se využívá kombinace dřevěných prvků aocelových táhel uvazníků, kombinace zdiva socelovou výztuží apod. Na obrázku 1.22 je příklad kombinované konstrukce haly využívající několika konstrukčních materiálů atechnologických principů.

Obr. 1.22 Halová konstrukce (GlowwormCaves, Waitomo, Nový Zéland) tvořená prostorovou soustavou oblouků zlepeného lamelového dřeva, ztužená ocelovými táhly azakrytá dvouplášťovou membránovou konstrukcí ztransparentní plastové fólie; a– celkový pohled, b – detail konstrukce

1.3Technologické třídění

Charakteru konstrukčních materiálů odpovídají itechnologie jejich zpracování vevýrobnách inastavbě. Rozlišujeme čtyři základní typy technologií: zděnou, monolitickou, prefabrikovanou (montovanou) aprefa-monolitickou.

1.3.1Zděné konstrukce

Zděné konstrukce jsou vyzdívané zkusových staviv nebo dílců menších rozměrů namaltu nebo jinou spojovací tenkovrstvou hmotu. Vněkterých případech velmi přesných speciálně tvarovaných dílců azapředpokladu posouzení statické způsobilosti lze maltovou vrstvu vynechat azdivo vyzdívat nasucho – technologie suchého zdění. Celistvost zděné konstrukce je zajištěna skladbou kusových staviv (vazbou zdiva). Zděná technologie je charakteristická zpravidla použitím mokrého procesu pro vlastní zdění aomítání, atím větší staveništní pracností amalou mírou mechanizace nastavbě. Nadruhé straně nevyžaduje těžkou mechanizaci, aje proto výhodná pro malou nízkopodlažní výstavbu individuálního charakteru.

Obr. 1.23 Zděná konstrukce

1.3.2Monolitické konstrukce

Jednotlivé části monolitické konstrukce vznikají přímo nastavbě, ato zatuhnutím materiálu vpřipravené formě, atvoří tak sostatními částmi konstrukce jednolitý (monolitický) celek. Nejčastějším případem je betonová monolitická konstrukce vzniklá zatuhnutím betonové směsi vbednění (obr. 1.24). Monolitická technologie je charakteristická tím, že jde omokrý proces vyžadující určitou dobu nazatuhnutí materiálu. Ztoho vyplývají nutné technologické přestávky zpomalující výstavbu. Dále je charakteristická velkou staveništní pracností (příprava bednění, vyztužování, betonáž, odbednění) aomezením výstavby vzimním období. Nadruhé straně má výhody vezpravidla menších nákladech nadopravu stavebních materiálů avmožnosti téměř libovolného tvarování konstrukce. Monolitické železobetonové konstrukce jsou vhodné především pro vícepodlažní výstavbu. Vkombinaci sostatními technologiemi se monolitická technologie objevuje prakticky navětšině staveb (základy, železobetonové věnce, podlahy aj.).

Obr. 1.24 Monolitická konstrukce

1.3.3Prefabrikované konstrukce

Prefabrikovaná konstrukce je složená zpředem vyrobených stavebních dílů (prefabrikátů), které jsou nastavbě vzájemně spojeny (smontovány) vestycích. Prefabrikovaná technologie je charakteristická průmyslovou výrobou dílců vevýrobnách, jejich dopravou nastaveniště amontáží nastavbě.

Pro těžkou železobetonovou prefabrikaci jsou charakteristické vyšší dopravní náklady (vzávislosti navzdálenosti výrobny odstaveniště) apotřeba těžké mechanizace pro montáž. Výhodou je možnost urychlení výstavby amenší závislost naklimatických podmínkách při montáži oproti monolitické technologii. Prefabrikované železobetonové konstrukce jsou vhodné pro vícepodlažní ihalové objekty vpřípadech, kdy ekonomické vyhodnocení prokáže výhodnost této technologie oproti ostatním technologiím (rozhodující je vliv vzdálenosti výrobny odstaveniště) (obr. 1.25).

Obr. 1.25 Prefabrikovaná konstrukce – železobetonový sloupový systém styčovými průvlaky

1 – prefabrikovaný sloup, 2 – prefabrikovaný průvlak, 3 – stropní panel, 4 – ztužidlo, 5 – instalační panel, 6 – schodišťový panel, 7 – montážní styk

Prefabrikované konstrukce najiné materiálové bázi (ocel, dřevo aj.) mají výhodu vmenších dopravních nákladech atím vlepší možnosti centralizace výroby. Princip výroby idistribuce výrobků jsou tak bližší klasické průmyslové výrobě. Kromě železobetonových staveb se prefabrikace výrazně uplatňuje iumoderních dřevostaveb. Stavební díly je možno prefabrikovat vtéměř kompletizované podobě (např. ivčetně rozvodů), což významně urychluje výstavbu.

Lehké prefabrikované prvky se používají navšech stavbách veformě nenosných konstrukcí (balkony, okna, dveře, lehké kostrové příčky, podhledy, zařizovací předměty aj.), ale používají se ipro nosné konstrukce budov – domy nabázi dřeva, dřevěné konstrukce hal, ocelové vícepodlažní ahalové objekty aj.

1.3.4Prefa-monolitické konstrukce

Prefa-monolitická technologie je založená nakombinaci prefabrikovaných dílců amonoliticky nastavbě realizovaných částí tak, aby bylo využito výhod asoučasně se eliminovaly nevýhody prefabrikovaných amonolitických technologií (obr. 1.26). Prefabrikovaná část je tvořena buď železobetonovým prvkem, ocelovým profilovaným plechem, nebo konstrukcí zkeramických prvků. Monolitická část je dobetonována přímo nastavbě. Prefabrikovaná část často tvoří bednění pro monolitickou část (tzv. „ztracené bednění“, tedy bednění, které zůstává součástí výsledné konstrukce), alze tak snížit náklady zadrahé systémové bednění. Prefabrikáty jsou vyráběny vnejmenší možné tloušťce (zpravidla tenkostěnné prefabrikáty) ajejich doprava je tak vzhledem kjejich menší hmotnosti levnější. Umístěním hlavních výztužných prvků vprefabrikátu se sníží ipracnost spojená svyztužováním nastavbě.

Obr. 1.26 Prefamonolitický keramickobetonový strop

1.4Stavebně-konstrukční třídění

Zhlediska stavebně konstrukčního lze objekty pozemních staveb rozdělit dočtyř základních skupin:

- •jedno- avícepodlažní konstrukce: konstrukční systém je charakterizován především svislými nosnými konstrukcemi ajejich uspořádáním vsouvislosti se zajištěním prostorové tuhosti, (sloupový systém, stěnový systém, kombinovaný systém apod.) – obr. 1.1, 1.2, 1.5, 1.15, 1.20,

- •halové avelkorozponové konstrukce: konstrukční systém je charakterizován především vodorovnými konstrukcemi zastřešení, eventuálně zastropení navelký rozpon (tažené konstrukce, tlačené konstrukce, ohýbané konstrukce apod.) – obr. 1.4, 1.6, 1.17, 1.21, 1.22,

- •výškové konstrukce: konstrukční systém je vzhledem kvelkému počtu podlaží charakterizován především způsobem zajištění prostorové tuhosti astability; výška konstrukce vyžaduje některá speciální konstrukční řešení zhlediska statického, provozního, bezpečnostního, požárního, rozvodů TZB atechnologie provedení – obr. 1.18,

- •speciální konstrukce: např. superkonstrukce (dvoustupňový nosný systém skládající se zprimárního nosného systému podporujícího sekundární nosný systém) – obr. 1.27.

Obr. 1.27 Superkonstrukce – mohutný ocelový příhradový nosník podepírá sloupový nosný systém horních podlaží

Konstrukční systémy objektů pozemních staveb lze rozdělit najednotlivé subsystémy podle jejich základní funkce (obr. 1.28):

Obr. 1.28 Subsystémy konstrukce budov

Nosné konstrukce:

- •základová konstrukce (1),

- •svislá nosná konstrukce (2),

- •stropní konstrukce (3),

- •schodiště (4),

- •nosná konstrukce zastřešení (5),

- •předsazené konstrukce (některé typy) (6).

Kompletační konstrukce – obalové adělicí:

- •obvodové pláště (7),

- •střešní pláště (8),

- •příčky (9),

- •podlahy (10),

- •podhledy (11),

- •výplně otvorů (12),

- •doplňky – povrchové úpravy, zábradlí (13) apod.

Technické zařízení budovy:

- •sanitární instalace (vodovod, kanalizace),

- •elektroinstalace (silnoproud, slaboproud vč. datových sítí),

- •rozvody plynu,

- •vytápění,

- •vzduchotechnika.

Konstrukce funkčního atechnologického vybavení:

- •interiérové vybavení (včetně výrobního zařízení, zařízení pro skladování, výtahy, eskalátory aj.),

- •exteriérové vybavení.

Table of Contents

Předmluva

1. Základní třídění pozemních staveb

1.1 Funkční třídění pozemních staveb

1.2 Materiálové třídění

1.2.1 Dřevěné konstrukce

1.2.2 Konstrukce z kamene

1.2.3 Konstrukce z keramických a jílových materiálů

1.2.4 Betonové konstrukce

1.2.5 Kovové konstrukce

1.2.6 Materiálově a technologicky kombinované konstrukce

1.3 Technologické třídění

1.3.1 Zděné konstrukce

1.3.2 Monolitické konstrukce

1.3.3 Prefabrikované konstrukce

1.3.4 Prefa-monolitické konstrukce

1.4 Stavebně-konstrukční třídění