VYSOKÉ U ENÍ TECHNICKÉ V BRN
BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY
FAKULTA STAVEBNÍ
ÚSTAV BETONOVÝCH A ZD NÝCH KONSTRUKCÍ
FACULTY OF CIVIL ENGINEERING
INSTITUTE OF CONCRETE AND MASONRY STRUCTURES
ADMINISTRATIVNÍ D M V BRN
ADMINISTRATION BUILDING IN BRNO
BAKALÁ SKÁ PRÁCE
BACHELOR'S THESIS
AUTOR PRÁCE Miloslav Moravec
AUTHOR
VEDOUCÍ PRÁCE Ing. ROSTISLAV JENEŠ
SUPERVISOR
BRNO 2012
VYSOKÉ U ENÍ TECHNICKÉ V BRN FAKULTA STAVEBNÍ
Studijní program B3607 Stavební inženýrství
Typ studijního programu Bakalá ský studijní program s prezen ní formou studia Studijní obor 3608R001 Pozemní stavby
Pracovišt Ústav betonových a zd ných konstrukcí
ZADÁNÍ BAKALÁ SKÉ PRÁCE
Student
Miloslav Moravec
Název
Administrativní d m v Brn
Vedoucí bakalá ské práce Ing. Rostislav Jeneš Datum zadání
bakalá ské práce 30. 11. 2011 Datum odevzdání
bakalá ské práce 25. 5. 2012 V Brn dne 30. 11. 2011
... ...
prof. RNDr. Ing. Petr Št pánek, CSc.
Vedoucí ústavu
prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc.
D kan Fakulty stavební VUT
Podklady a literatura 1. Platné SN
2. Literatura doporu ená vedoucím BP 3. Stavební podklady
Zásady pro vypracování
Vypracování stavebního a konstruk ního návrhu ásti železobetonové monolitické stavby.
Administrativní d m má jedno podzemní a t i nadzemní podlaží. Stropní konstrukci objektu navrhn te jako bodov podep enou desku.
Bakalá ská práce bude odevzdána 1 x v listinné podob a 2 x v elektronické podob na CD s formální úpravou podle sm rnice rektora . 9/2007 (v etn dodatku . 1) a 2/2009 a sm rnice d kana . 12/2009.
P edepsané p ílohy
...
Ing. Rostislav Jeneš Vedoucí bakalá ské práce
Abstrakt
Posouzení betonové desky bodov podep enou vetknutými sloupy, u administrativní budovy v Brn . Použiji SCIA ENGINEER k výpo tu vnit ních sil.
Klí ová slova
železobetonová deska vetknutý sloup
bodové podep ení pevnost v protla ení SCIA ENGINEER
Abstract
Assessment of armoured concreate slab with fixed point-supported columns, at
Administration house in Brno. I use SCIA ENGINEER to calculate the internal forces.
Keywords
armoured concreate slab fixed colum
point-supported bursting strenght SCIA ENGINEER
…
Bibliografická citace VŠKP
MORAVEC, Miloslav. Administrativní d m v Brn . Brno, 2012. XX s., YY s. p íl.
Bakalá ská práce. Vysoké u ení technické v Brn , Fakulta stavební, Ústav betonových a zd ných konstrukcí. Vedoucí práce Ing. Rostislav Jeneš.
Prohlášení:
Prohlašuji, že jsem diplomovou práci zpracoval(a) samostatn , a že jsem uvedl(a) všechny použité‚ informa ní zdroje.
V Brn dne 23.5.2012
………
podpis autora
- 2 - Obsah :
1. Úvod . . . str. 2 2. Popis stavby, konstruk ní systém . . str. 2 3. Postup výpo tu . . . . str. 3 4. Konstruk ní prvky a materiály . . str. 4 5. Užitné hodnoty a klimatické podmínky . str. 5 6. Technologické podmínky postupu prací . str. 5 7. Záv r . . . str. 5
1. Úvod
P edm tem bakalá ské práce je statické posouzení a návrh výztuže železobetonové konstrukce monolitického skeletu ty podlažní administrativní budovy o rozm rech 24,4 x 30x4 m. V bakalá ské práci je proveden návrh a zpracování dispozi ního ešení doloženo p dorysy a ezem v m ítku 1:50. Dále je proveden statický výpo et vnit ních sil jednoho podlaží a návrh a posouzení výztuže ve sloupových a st edních pruzích deskové konstrukce ve sm rech X a Y. Sou ástí návrhu a posouzení je i výpo et na protla ení lokálním zatížením u vnit ního sloupu. A návrh výztuže tohoto sloupu v 1PP.
2. Popis stavby, konstruk ní systém:
Jedná se o novostavbu Administrativní budovy železobetonového monolitického skeletu, tvo eného sloupy a bodov podep enou deskou s obvodovými pr vlaky. Vodorovné ztužení je zajišt no vnit ním monolitickým prostorovým železobetonovým jádrem ze st nových prvk . Zdivo „XELLA YTONG“ bude sloužit jako p í ky a obvodový pláš - samonosný na jedno podlaží. P dorys budovy je obdélníkový o rozm rech 24,4 x 30,4 m, s výklenkem 6x6m, s maximální výškou 13,4 m. D m má t i podlaží nadzemní a jedno podzemní. St echa je plochá pochozí.
První a druhé podlaží slouží jako obchodní st edisko s restaurací, t etí jako administrativní prostory, v podzemním jsou soukromé garáže sloužící nájemník m administrativní ásti budovy. P echod mezi podlažími je zajišt n komunika ním jádrem se schodišt m a výtahy, jedním osobním a jedním nákladním.
Sloupy o rozm ru 400 mm x 400 mm konstruk ní výšky 3200 mm v osové vzdálenosti 6 x 6 m podpírají bodov desku tlustou 250 mm s obvodovými pr vlaky 400 x 500 mm. Uprost ed budovy je komunika ní jádro ze železobetonových st n ší ky 300 mm.
- 3 -
Základy jsou uvažovány jako železobetonový monolitický rošt v obou sm rech. Vzhledem k charakteru podzákladí je možno uvažovat železobetonový monolitický prostorový rošt s deskou.
P í ky o ší ce 150 mm jsou tvo eny p esnými p í kovky YTONG P2-500 a obvodový pláš ší ky 400 mm je proveden z p esných tvárnic YTONG P2-400.
Prosklené plochy v obvodovém plášti jsou dvojskla výšky 1700 mm a parapetem 920 mm.
Objekt se nachází v Brn , v zastav né m stské ásti.
3. Postup výpo tu:
Vnit ní síly v desce jsem vypo ítal pomocí programu SCIA – metodou kone ných prvk . Dle doporu ení SN 731201 lánek 8.2.6 a 8.2.7, výsledné momenty jsem zpr m roval v jednotné momenty v pruzích ší ky 1,5m. Jedná se hlavn o podporové momenty. Pro kontrolu jsem vypo ítal vnit ní síly v desce metodou sou tových moment .
Vnit ní železobetonové jádro je p i výpo tu pomocí programu SCIA ENGINEER zjednodušeno na vetknutou podporu, tuhou ve všech sm rech.
Zatížení konstrukce je jednak vlastní tíhou a jednak provozním nahodilým zatížením. Vzhledem k tomu, že m že dojít v budoucnosti stavby k dispozi ním zm nám, použil jsem pro zatížení p í ek náhradní rovnom rné zatížení, jako zatížení stálé. Pro náhradní rovnom rné zatížení od zd ných p í ek jsem spo ítal pr m rnou hustotu na metr tvere ní dle dispozi ního schématu. P i kombinaci zatížení jsem pak uvažoval se dv ma kombinacemi zatížení p í kami a nahodilým zatížením.
V plochách s v tší hustotou p í ek jsem uvažoval s nahodilým zatížením jako v administrativních budovách a pro plochy bez p í ek nebo s velmi malou hodnotou náhradního rovnom rného zatížení p í kami pak s nahodilým zatížením pro obchod a služby.
Pro kombinaci zatížení pro výpo et vnit ních sil jsem po ítal s kombina ními variantami zatížení. Jednak zatížení stálé a nahodilé po celé ploše a jednak zatížení stálé po celé ploše a kombinace zatížení nahodilé šachovnicov v polích.
Hodnoty vnit ních sil získané z kontrolního výpo tu metodou sou tových moment vycházejí p ibližn stejné s hodnotami z výpo tového programu SCIA – metoda kone ných prvk . Vyšší hodnoty v prvku nad podporami je vlivem p esn jšího zidealizování výstupních hodnot z programu.
Vodorovné složky zatížení od v tru budou p enášeny do tuhé st nové konstrukce ve st edu objektu, která tvo í komunika ní jádro. Normálové síly v železobetonové desce zanedbávám vzhledem k minimálním hodnotám, které iní podstatn mén než je 1/10 síly, kterou p enese profil desky v prostém tlaku
(1,72 kN/m << 415 kN/m).
Železobetonová deska je na ohyb vyztužena výztuží Ø16 a Ø10. Pro smykovu výztuž na protla ení používám smykové lišty HDB spole nosti Halfen. Trny Ø10 s dvojitou hlavou nava ené na d rovou lištu, ukládající se na plošnou výztuž shora.
Vzhledem k hustot výztuže a pro lepší armování jsem nepoužil ohyby.
Pro stabilizaci výztuže bude použito pomocných kozlík Ø8, které jsou ve výpisu výztuže.
- 4 -
Pro dodržení krycí vrstvy bude použito distan ních podložek a prstenc . P i provád ní výztuže jsem po ítal s kontrolou dodržení krycí vrstvy a uplatn ní systému kvality m ení betonové krycí desky.
4. Konstruk ní prvky a materiály:
Stropní deska
- ší ky 250 mm, plochy 620,5 m2
- bodov podep ená sloupy, ztužená vnit ním železobetonovým st novým jádrem a obvodovým pr vlakem
- monolitický beton C25/30 XC1, vyztužená žebírkovou výztuží B 500 A a KARI sítí
- Sloupy
-400 x 400 mm v osové vzdálenosti 6 x 6 m, konstruk ní výška 3,2 m -vetknutý sloup bodov podepírající desku
- monolitický beton C25/30 XC1 vyztužený žebírkovou výztuží B 500 A
- Vnit ní železobetonové jádro
- tuhá st nová konstrukce o rozm ru 6,3 x 6,3 m, se st nami ší ky 300 mm -ztužuje celou konstrukci, p enáší vodorovné složky zatížení
- monolitický beton C25/30 XC1, výztuž B 500 A - Obvodový pr vlak
-ší ky 400 mm a výšky 500 mm
-ztužuje betonovou desku, vytvá í p eklady nad okny v obvodovém plášti - monolitický beton C25/30 XC1, výztuž B 500 A
- Obvodový pláš
- ší ka 400 mm, okna s dvojskly výšky 1700 mm a parapety 900 mm - p esné tvárnice YTONG P2-400
- P í kové zdivo -ší ka 150 mm
-p esné p í kovky YTONG P2-500 - P eklady v p í kách
-ší ky 150 mm, délky dle otvoru -p eklady YTONG
-Základy
-železobetonový monolitický rošt
-monolitický beton C20/30 XC1, výztuž B 500 A
Pevnostní charakteristiky materiálu jsou dány jejich zna kou charakterizující t ídu pevnosti dle platných p edpis a norem.
- 5 - 5. Užitné hodnoty a klimatické podmínky:
Pro výpo et nosných konstrukcí byly použity hodnoty zatížení dle SN EN 1991-1-1 v etn jejích zm n a dopl ku k dob zpracovanosti PD.
Rovnom rné užitné zatížení:
prodejny - kat. D2 qk = 5,0kN/m2 Qk = 7,0kN denní místnosti, kancelá e, sklady a toalety
- kat. B qk = 2,5kN/m2 Qk = 4,0kN Zatížení v trem:
Základní rychlost v tru v0= 25 m/s – II. v trová oblast (Brno)
Díl í sou initele zatížení pro výpo et návrhových hodnot:
stálé zatížení G = 1,35 prom nného zatížení Q = 1,5 reduk ní sou initel G = 0,85
sou initel kombinace 0 = 0,7 – prodejny sou initel kombinace 0 = 0,6 - vítr
6. Technologické podmínky postupu prací:
P i provád ní svislých konstrukcí nutno postupovat dle technologických p edpis XELLA YTONG a HALFEN. P ed betonáží nutno doplnit a zkontrolovat kompletnost a stabilitu výztuže dle statického výpo tu. Nutno dodržet tlouš krycí vrstvy – uplatn ní systému kvality a jakosti stavebních materiálu popsaných v projektové dokumentaci, dodržet všechny podmínky p i provád ní stavebních prací, technologické postupy a pracovní p estávky.
7. Záv r:
Rozd lil jsem pomysln desku na pruhy po 1,5 m a zjistil jsem jejich vnit ní síly dle programu SCIA a zkontroloval ru ním výpo tem. Posoudil jsem n kolik druh vyztužení v obou sm rech a p id lil rozmezí únosnosti sil. Ty jsem porovnal se zjišt nými vnit ními silami a p id lil jsem jim ur itou výztuž 16, nebo 10.
Následné vyztužení sloupových a mezisloupových pás jsem provedl dle doporu ení z norem. Pro funk ní ešení je t eba po ítat s p idáním rozd lovací výztuže v místech, kde není k ížení hlavní výztuže, pro ni jsem navrhl 8.
P i návrhu a posouzení sloupu jsem provedl metodou založenou na jmenovité k ivosti. Interak ní Diagram nebyl t eba, protože jsem dokázal, že je bod vn pomocí výpo tu.
P i posouzení desky na protla ení st edním sloupem jsem navrhl smykové lišty HDB HALFEN 10, což jsou trny s dvojitou hlavou na d rové lišt , které se vkládají shora na horní výztuž.
Výpo et a návrh výztuže je doložen výkresovou dokumentací.
Seznam použitých zdroj
Podklady pro zpracování:
- katalog firmy XELLA YTONG - katalog firmy ROCKWOOL - katalog firmy HALFEN Normy:
- SN EN 1990 – Zásady navrhování konstrukcí
- SN EN 1991-1-1 – Zatížení konstrukcí – Obecná zatížení – Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb
- SN EN 1991-1-3 – Zatížení konstrukcí – Obecná zatížení – Zatížení sn hem - SN EN 1991-1-4 – Zatížení konstrukcí – Obecná zatížení – Zatížení v trem - SN EN 1992-1-1 – Navrhování betonových konstrukcí – Obecná pravidla a
pravidla pro pozemní stavby
- SN 73 1201 – Navrhování betonových konstrukcí pozemních staveb – zá í 2010 Odborná literatura:
- Technický pr vodce 51, J. Ho ejší J. Šafka, SNTL 1987
- Navrhování betonových konstrukcí 1, Prof.Ing. J. Procházka,Csc a kol., VUT Praha 2007
- Navrhování betonových konstrukcí,p íru ka k SN EN 1992-1-1 a SN 1992-1-2, J. Procházka, J. Šmejkal, J.L. Vítek, J. Vašková a kol., KIT Praha 2011
- Betonové konstrukce I., Z. Bažant, VUT Brno 2004 Technické pom cky:
- Program SCIA ENGINEER – NEMETSCHEK
Seznam p íloh
A - DOKUMENTY
- POPISNÝ SOUBOR ZÁV RE NÉ PRÁCE
- PROHLÁŠENÍ O SHOD LISTINNÉ A ELEKTRONICKÉ FORMY VŠKP C - VÝKRESY STAVEBNÍ:
- 1-01 P DORYS 1NP - 1-02 P DORYS 2NP - 1-03 P DORYS 3NP - 1-04 P DORYS 1PP - 1-05 EZ
D - STATICKÝ VÝPO ET - 1. P DORYSNÉ SCHÉMA - 2. MATERIÁLY
- 3. P EDB ŽNÝ NÁVRH DESKY - 4. ZATÍŽENÍ
- 5. P EDB ŽNÝ NÁVRH SLOUPU
- 6. P EDB ŽNÉ POSOUZENÍ NA PROTLA ENÍ - 7. VÝPO ET VNIT NÍCH SIL V DESCE
- 8. NÁVRH VÝZTUŽE SM R X - VÝZTUŽ V PRVÉ AD - 9. NÁVRH VÝZTUŽE SM R Y - VÝZTUŽ VE DRUHÉ AD - 10. ROZD LENÍ VÝZTUŽE DLE MOMENT V POLI - 11. NÁVRH VÝZTUŽE TLA ENÉHO SLOUPU
- 12. POSOUZENÍ NA PROTLA ENÍ DESKY U ST EDNÍHO SLOUPU - 13. KOTVENÍ A STYKOVÁNÍ
E - VÝKRESY VÝZTUŽE - 2-01 VÝKRES TVARU - 2-02 VÝZTUŽ V OSE X - 2-03 VÝZTUŽ V OSE Y
- 2-04 VÝZTUŽ V OSE X, Y, V PROTLA ENÍ A TABULKY VÝZTUŽE - 2-05 SKLADBA DOLNÍ VÝZTUŽE DESKY
- 2-06 SKLADBA HORNÍ VÝZTUŽE DESKY - 2-07 PODÉLNÝ A P Í NÝ EZ SLOUPU V 1.PP
