Zděné konstrukce
ZDĚNÉ KCE
Pro navrhování pozemních a inženýrských staveb z nevyztuženého, vyztuženého, předpjatého a sevřeného zdiva platí EC 6 (ČSN ENV 1996-1-1).
1. DRUHY ZDIVA
VYZTUŽENÉ ZDIVO – zdivo, v němž jsou pruty, spony nebo sítě, obvykle ocelové, uloženy v maltě nebo betonu tak, aby všechny materiály spolupůsobily.
PŘEDPJATÉ ZDIVO – zdivo,do něhož byla vnesena vnitřní napětí v tlaku.
SEVŘENÉ ZDIVO – zdivo, které je ve své rovině podél všech čtyř okrajů sevřeno prvky (sloupy a nosníky) ze železobetonu nebo vyztuženého zdiva; tyto prvky ale nevytvářejí rámovou konstrukci, která přenáší ohybové momenty ve styčnících.
2. ZÁSADY NAVRHOVÁNÍ
Všechna ustanovení platí pro zdiva zhotovená z těchto prvků:
pálených cihel plných a vylehčených
vápenopískových cihel
betonových tvárnic s hutným nebo lehkým kamenivem
pórobetonových tvárnic
lícových betonových tvárnic
umělého kamene
pravidelných kamenných kvádrů z přírodního kamene
Použitá malta – s říčním pískem, drceným kamenivem nebo s lehkým kamenivem
Jako u ostatních stavebních materiálů, tak i při navrhování zděných konstrukcí se používá metody mezních stavů – mezní stav únosnosti a mezní stav použitelnosti.
Při návrhu konstrukcí se rozlišují tyto návrhové situace:
trvalá
dočasná (přechodná)
mimořádná
Výslednou pevnost zdiva ovlivňují dva hlavní parametry- kusové stavivo a malta
dodržení předepsaných rozměrů kusového staviva (tolerance)
dodržení kvality malty
tloušťka spár
kvalita zhotovené vazby zdiva a pod.
3. SVISLÝ TLAK
Při výpočtu se vychází z předpokladu o zachování rovinnosti průřezů ( Navierova hypotéza) a z předpokladu, že pevnost zdiva v tahu ve směru kolmém na ložné spáry je nulová.
Je třeba přihlížet k:
Svislá zatížení působící na stěnu
k účinkům II. řádu
k výstřednostem spolupůsobení stropů a ztužujících stěn
k výstřednostem z nepřesnosti provádění
VÝPOČET
fd – návrhová pevnost (=fk/γM)
hef-vzpěrná výška(ρ2 · h)
tef- účinná tl. stěny(0,44)
štíhlost-(hef/tef) <27
Nedi-návrhová únosnost v patě pilíře
NRdi-skutečná únosnots v patě pilíře(=Φi · b · t · fd)
Porovnání Nedi<NRdi
Nedm-návrhová únosnost uprostřed pilíře
NRdm-skutečná únosnots uprostřed pilíře(=Φi · b · t · fd)
Porovnání Nedm<NRdm
4. SOUSTŘEDĚNÝ TLAK
Návrhová hodnota svislého soustředěného zatížení NEdc použitá pro zděnou stěnu musí být menší
nebo rovna návrhové hodnotě únosnosti v soustředěném zatížení NRdc , to znamená :
NEdc ≤ NRdc
Návrhová hodnota únosnosti ve svislém soustředěném zatížení:
NRdc = β · Ab · fd
Výstřednost působícího zatížení vzhledem ke střednicové rovině stěny nemá být větší než hodnota t/4
Příklad : Proveďte posouzení stěny namáhané soustředěným zatížením NEdc = 90 kN, které působí
ve vzdálenosti 2300 mm od okraje stěny. Stěna je zhotovena z plných pálených cihel CP – P10 na
obyčejnou maltu MVC5. Stěna je tloušťky 590 mm, je zatížena v ose prostřednictvím roznášecí desky
o rozměrech 150×150 mm. Výška stěny k úložné ploše je 2100 mm.
Zdivo je skupiny 1 , ve zdivu je podélná spára rovnoběžná s lícem stěny – K = 0,55 · 0,8 = 0,44
fk = K · fb
0,7 · fm
0,3 = 0,44 · 100,7 · 50,3 = 3,574 MPa ; fd = fk / γM = 3,574 / 2,2 = 1,624 MPa ;
a1 / hc = 0,22 / 2,1 = 0,105 ; Ab = 0,152 = 0,0225 m2 ;
lefm = 2 · 606,2 + 150 = 1362,4 = 1363 mm ; Aef = 1,363 · 0,59 = 0,804 m2 ;
Ab / Aef = 0,0225 / 0,804 = 0,028 < 0,45 ;
β = ( 1 + 0,3 · 0,105 ) · ( 1,5 – 1,1 · 0,028 ) = 1,0315 · 1,466 = 1,512 > 1,25 + 0,22/(2·2,1) =
1,302 < 1,5
β = 1,302
NRdc = β · Ab · fd = 1,302 · 0,0225 · 1,624 = 0,0476 MN = 47,6 kN < NEdc = 90 kN
nevyhovuje !
5. KLENBOVÉ KCE
Vodorovná kce, tvarově přizpůsobena tak, aby byla převážně namáhaná tlakem
Tloušťka klenby – tloušťka většinou stejná, pro větší rozpětí směrem k patě se
rozšiřuje o půl cihly
Paty klenby – buď zapuštěné nebo vyložené
Dimenzování provádíme pomocí tlakové čáry
Nachází se dvě nebezpečné spáry:
V klenbě působí vnitřní oblouková síla, která se skládá z V, M, N
Vodorovné síly se zachycují táhly
6. DOSTŘEDNÝ A MIMOSTŘEDNÝ TLAK
Kombinované namáhání- normálová síla
– ohybový moment
M=N.e
Tlak není nikdy zcela dostředný.
7. VYLOUČENÍ TAHU-EFEKTIVNÍ PLOCHA
Síla nepůsobí v jádru průřezu- předpoklad.
Taženou část vyřazujeme z výpočtu- je nefunkční.
Efektivní část(dva zásoby určení). Aef= tef.b
tef= (t/2-e).2
NAPĚTÍ= N/tef.b
tef=(t/2-e).3
Příklad : Proveďte posouzení stěny na usmyknutí. Stěna je zhotovena ze zdicích prvků
Porotherm 44, na maltu MVC2,5. Tloušťka stěny je 440 mm a je provedena s nevyplněnými
styčnými spárami (na těsný sraz). Centricky působící normálová síla (včetně vlastní tíhy) na
běžný metr stěny je NEd = 110,25 kN a smyková síla působící v patě stěny VEd = 30,9 kN/m.
Napětí v tlaku σd = NEd / A = 110,25 / (0,44 · 1,0) = 251 kPa = 0,251 MPa ;
Charakteristická pevnost zdiva ve smyku při nevyplněných styčných spárách :
fvk = 0,5 · fvk0 + 0,4 · σd ≤ 0,045 ∙ fb ; fb = 10 MPa ; mezní hodnota 0,045 ∙ 10
= 0,45 MPa ;
fvk = 0,5 ∙ 0,2 + 0,4 ∙ 0,251 = 0,2004 MPa = 0,2 MPa ; fvd = 0,2 / 2,2 = 0,091 MPa
;
Při centrickém působení normálové síly (MEd = 0) bude lc rovno tloušťce stěny : lc = t .
Návrhová únosnost stěny ve smyku : VRd = fvd ∙ b ∙ lc = 0,091 ∙ 1,0 ∙ 0,44 = 40,04 kN >
VEd = 30,9 kN .
Průřez při namáhání smykem vyhovuje !