statický výpočet

Objekt:
ALICE 4.01
Stupeň:
DSP
Zakázka číslo HITEST: z14010
Počet stran:
12
STATICKÝ NÁVRH A POSOUZENÍ
HLAVNÍCH PRVKŮ RODINNÉHO DOMU
V Praze dne 19.02.2014
Vypracoval:
Ing. Ondřej Zobal
Ing. Richard Valenta
Zodp. proj.:
HITEST s.r.o.
Národních hrdinů 41
190 12 Praha 9
Ing. Richard Valenta
GSM: +420 777 286 240
[email protected]
č. zakázky: z14010
OBSAH
1.
PODKLADY A POUŽITÁ LITERATURA ................................................................................... 3
2.
IDENTIFIKAČNÍ ÚDAJE ......................................................................................................... 4
3.
PŘEDMĚT ŘEŠENÍ ................................................................................................................ 5
4.
POPIS OBJEKTU ................................................................................................................... 5
5.
UVAŽOVANÉ MATERIÁLY .................................................................................................... 5
6.
ZATÍŽENÍ .............................................................................................................................. 6
7.
STŘEŠNÍ KONSTRUKCE ........................................................................................................ 8
7.1.
8.
Vazníky ......................................................................................................................... 8
SVISLÉ NOSNÉ KONSTRUKCE............................................................................................... 8
8.1.
Věnce ........................................................................................................................... 9
8.2.
Překlady obvodových stěn ........................................................................................... 9
9.
10.
ZÁKLADOVÉ KONSTRUKCE ................................................................................................ 11
ZÁVĚR ............................................................................................................................ 12
RD ALICE 4.01
Dokumentace pro stavební povolení – část statika
Strana: 2/12.
č. zakázky: z14010
1. PODKLADY A POUŽITÁ LITERATURA
[1]
ČSN EN 1990. Eurokód: Zásady navrhování konstrukcí.
[2]
ČSN EN 1991-1-1. Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-1: Obecná zatížení Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb.
[3]
ČSN EN 1991-1-3. Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-3: Obecná zatížení Zatížení sněhem.
[4]
ČSN EN 1991-1-4. Eurokód 1: Zatížení konstrukcí - Část 1-4: Obecná zatížení Zatížení větrem.
[5]
ČSN EN 1992-1-1. Eurokód 2: Navrhování betonových konstrukcí - Část 1-1: Obecná
pravidla a pravidla pro pozemní stavby.
[6]
ČSN EN 1993-1-1. Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí - Část 1-1: Obecná
pravidla a pravidla pro pozemní stavby.
[7]
ČSN EN 1995-1-1: Eurokód 5: Navrhování dřevěných konstrukcí - Část 1-1: Obecná
pravidla - Společná pravidla a pravidla pro pozemní stavby.
[8]
ČSN EN 1996-1-1. Eurokód 6: Navrhování ocelových konstrukcí - Část 1-1: Obecná
pravidla a pravidla pro pozemní stavby.
[9]
ČSN EN 1997-1. Eurokód 7: Navrhování geotechnických konstrukcí - Část 1: Obecná
pravidla.
[10] Podklad pro navrhování – YTONG, Xella CZ, s.r.o.
[11] Kladečský plán střešních vazníků RD ALICE 4.01, Ing. Martin Birnbau, TESARIO –
PRVNÍ CHODSKÁ s.r.o., 02/2014.
[12] Rozpracovaná dokumentace pro stavební povolení RD ALICE 4.01, Architektonická
kancelář KŘIVKA s.r.o., Ing. Radek Dědina, 01/2014.
[13] MKP software RFEM 3D v5.02, Ing. Software Dlubal, s.r.o.
RD ALICE 4.01
Dokumentace pro stavební povolení – část statika
Strana: 3/12.
č. zakázky: z14010
2. IDENTIFIKAČNÍ ÚDAJE
Akce:
RD ALICE 4.01
Místo stavby:
typový objekt, omezení umístění dle klimatických zatížení a
geologie
Hlavní inženýr projektu: Architektonická kancelář KŘIVKA s.r.o.
Na Zvoničce 1042/12
147 00 Praha 4
IČ: 25730037
Dodavatel části:
HITEST s.r.o.
Národních hrdinů 41
190 12 Praha 9
IČ: 28970063
Stupeň:
Dokumentace pro stavební povolení
Vypracoval:
Ing. Ondřej Zobal
Ing. Richard Valenta, Ph.D.
Autorizoval:
Ing. Richard Valenta, Ph.D.
RD ALICE 4.01
Dokumentace pro stavební povolení – část statika
Strana: 4/12.
č. zakázky: z14010
3. PŘEDMĚT ŘEŠENÍ
Předmětem řešení je statický návrh a posouzení hlavních nosných prvků rodinného domu RD
ALICE 4.01. Statická část projektu ověřuje proveditelnost dané stavby z hlediska únosnosti
jednotlivých hlavních prvků, konstrukce střešních vazníků není předmětem tohoto posudku,
je řešena samotným dodavatelem konstrukce.
4. POPIS OBJEKTU
Jedná se o jednopodlažní nepodsklepený rodinný dům s valbovou střechou tvořenou
dřevěnými příhradovými GANG-NAIL vazníky o sklonu 23°. Půdorysně opsané rozměry
půdorysu stavby tvaru „L“ jsou 12,3 × 11,7 m, výška hřebene je přibližně 5,0 m. Stěny jsou
tvořeny jednovrstvým oboustranně omítnutým zdivem YTONG. Založení objektu je navrženo
na základových betonových pasech.
5. UVAŽOVANÉ MATERIÁLY
Pokud není uvedeno jinak, předpokládá se pro nosné konstrukce použití následujících
materiálů:
Beton: pevnostní třídy C 20/25 XC1,
Betonářská výztuž: B500B (10 505 (R))
Dřevo: jehličnaté řezivo min. pevnostní třídy C24
Ocel: třídy S235
Zdivo: YTONG P2-350 (obvodové stěny)
YTONG P4-500 (vnitřní nosné stěny)
Malta: tenkovrstvá celoplošně nalepená malta YTONG
RD ALICE 4.01
Dokumentace pro stavební povolení – část statika
Strana: 5/12.
č. zakázky: z14010
6. ZATÍŽENÍ
Pro určení zatížení jsou uvažovány následující okrajové podmínky:

návrhové podmínky pro užitná zatížení podlahy – kategorie A1 –obytné plochy a plochy
pro domácí činnost dle ČSN EN 1991-1-1 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí – Část 1-1:
Obecná zatížení – Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb.

návrhové podmínky pro užitná zatížení střechy – kategorie H – střechy nepřístupné
s výjimkou běžné údržby a oprav dle ČSN EN 1991-1-1 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí –
Část 1-1: Obecná zatížení – Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních
staveb.

návrhové podmínky pro zatížení sněhem – II. sněhová oblast (sk = 1,0 kN/m2) dle ČSN
EN 1991-1-3 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí – Část 1-3: Obecná zatížení – Zatížení
sněhem.

návrhové podmínky pro zatížení větrem – 2. větrová oblast, III. kategorie terénu (
z0 = 0,05 m; zmin = 2 m)dle ČSN EN 1991-1-4 Eurokód 1: Zatížení konstrukcí – Část 1-4:
Obecná zatížení – Zatížení větrem.
27,50 m.s
výchozí základní rychlost větru
vb,0 =
součinitel směru větru
cdir =
1,00 -
součinitel ročního období
cseason =
1,00 -
základní rychlost větru
vb =
27,50 m.s
II. kategorie terénu
z0,II =
0,05 m
z0 =
0,05 m
zmin =
2,00 m
součinitel terénu
kr =
0,19 -
výška nad úrovní terénu
z=
součinitel drsnosti terénu
cr(z) =
0,87 -
součinitel drsnosti terénu
c0(z) =
1,00 -
střední rychlost větru
vm(z) =
součinitel turbulence
kI =
náhodné malé zemědělské
stavby
směrodatná odchylka turbulence sv =
intenzita turbulence
-1
-1
5m
24,06 m.s
-1
1,00 5,23 m.s
-1
IV(z) =
0,217 -
IV(z) =
0,217 -
základní dynamický tlak větru
qb =
0,473 kPa
součinitel expozice
ce(z) =
1,929 -
maximální dynamický tlak větru
qp(z) =
0,912 kPa
RD ALICE 4.01
Dokumentace pro stavební povolení – část statika
Strana: 6/12.
č. zakázky: z14010
Nejedná se o návrh skladeb, návrh skladeb je proveden ve stavební části dokumentace.
Uvedené skladby slouží pouze pro odhad horní meze tíhy konstrukce a jejího zatížení.
STŘECHA
Stálé
Obj. tíha
[kN.m-3]
skladba konstrukce
betonová taška
latě, kontralatě
příhradové dřevěné vazníky, zavětrování
tepelná izolace ISOVER Orsik
izolační fólie
SDK podhled + rošt
ostatní
tloušťka
[mm]
4,2
4,2
0,5
16,0
9,0
10,0
14
61
360
3
15
10
celkem svislé na 1m2 plochy střechy
2
celkem svislé na 1m půdorysné plochy
charak. zat.
[kN.m-2]
0,50
0,06
0,26
0,18
0,05
0,14
0,10
1,28
sklon a =
23°
2
celkem kolmé na 1m plochy střechy
1,39
1,18
Nahodilé
m1
charak. zat.
SNÍH
charakteristická hodnota
[-]
[kN.m-2]
II. oblast
0,8
1,00
2
0,74
2
0,80
sníh svislý na 1m plochy střechy
sníh svislý na 1m půdorysné plochy
sníh kolmý na 1m2 plochy střechy
0,68
Nahodilé
cpe,10
VÍTR
oblast F
oblast G
oblast H
oblast I
oblast J
[-]
0,47
0,47
0,31
-0,40
-0,73
charak. zat.
[kN.m-2]
0,43
0,43
0,28
-0,36
-0,67
OBVODOVÁ STĚNA NOSNÁ tl. 450 mm
Stálé
skladba konstrukce
omítka
YTONG Lambda P2-350
omítka
CELKEM
RD ALICE 4.01
Dokumentace pro stavební povolení – část statika
Obj. tíha
[kN.m-3]
16,0
4,5
16,0
tloušťka
[mm]
20
450
20
charak. zat.
[kN.m-2]
0,32
2,03
0,32
2,67
Strana: 7/12.
č. zakázky: z14010
VNTŘNÍ STĚNA NOSNÁ tl. 250 mm
Stálé
skladba konstrukce
omítka
YTONG Lambda P4-500
omítka
CELKEM
Obj. tíha
[kN.m-3]
16,0
6,0
16,0
tloušťka
[mm]
20
250
20
charak. zat.
[kN.m-2]
0,32
1,50
0,32
2,14
7. STŘEŠNÍ KONSTRUKCE
Konstrukce střechy je tvořena dřevěnými příhradovými vazníky spojovanými styčníkovými
deskami s prolisovanými trny, které přenášejí zatížení ze střešní roviny do věncových hranolů
zdí a zároveň plní i funkci ztužení celého objektu, na což musí být ztužení vazníků navrženo.
7.1.
Vazníky
Návrh příhradových vazníků není předmětem tohoto statického návrhu. Detailní návrh bude
proveden dodavatelem vazníků. U hlavní části půdorysu se předpokládá uložení vazníků kolmo
na vrchol střechy a jejich uložení pouze na obvodové stěny. Vazníky valeb v pásu cca 2,0 m od
štítů jsou kolmé na ostatní a přitěžují štítové zdi. Hlavní nosník ve vzdálenosti 2,0 m od vnějšího
líce štítové zdi nese kolmé vazníky štítu. Tzn., že mezní zatěžovací šíře vazníku je 1,6 m.
Prostorové ztužení střešní konstrukce bude realizováno dodavatelem konstrukce.
Alternativně bude provedeno přibitím prken tl. 18mm (OSB4 deskami tloušťky 18 mm) k horní
straně vazníků hřebíky (vruty) 3/70 po 60 mm, případně. Ztužením bude vytvořena tuhá
konstrukce. Dále musí být vytvořeno dostatečně tuhé a únosné zavětrování vazníků tak, aby
byl zajištěn přenos sil z podélných stěn k směru větru do ztužujících stěn přes vazníky
konstrukce. Vazníky musí v horizontálním směru zajišťovat stabilitu příčných nosných stěn.
8. SVISLÉ NOSNÉ KONSTRUKCE
Obvodové stěny budou vyzděny z přesných tvárnic YTONG P2-350 tloušťky 450 mm. Zdění
bude provedeno na tenké maltové lože tloušťky 1-3 mm v cele ploše ložně spáry. Vnitřní nosné
zdivo bude vyzděno z přesných tvárnic YTONG P4-500 tl. 200 mm.
Je nutné dodržet veškeré zásady a doporučení uvedené v technologických listech a příručkách
výrobce.
RD ALICE 4.01
Dokumentace pro stavební povolení – část statika
Strana: 8/12.
č. zakázky: z14010
8.1.
Věnce
Monolitický železobetonový věnec bude proveden přes všechny nosné stěny z betonu třídy
C20/25 XC1 široký dle tloušťky stěny (225 mm pro stěnu 450 mm – věnec je obložen ztraceným
bedněním z přesných tvárnic tl. 75 mm a zateplených z vnější strany EPS tl. 70 mm) a vysoký
250 mm. Bude vyztužen v rozích 4 × R12 spolu s třmínky R6 po 200 mm.
Věnec bude nad otvory zesílen min. 250 mm za líc otvoru dle následujících odstavců a bude
zmonolitněn s železobetonovými překlady stěn.
8.2.
Překlady obvodových stěn
Lolální zatížení vazníkem:
ZATÍŽENÍ
střecha
stěna obvodová
stěna vnitřní
l
gk / qk
l
gk / qk
h
gk / qk
l
gk / qk
[m]
[kN.m-2 ]
[m]
[kN.m-2 ]
[m]
[kN.m-2]
[m]
[kN.m-2 ]
4,68
1,390
0,00
0,000
0,800
0,50
0,000
2,670
0,00
0,000
CELKEM
[kN.m-1 ]
2,140
7,833
0,000
3,740
Líniové zatížení vl. tíhou a stěnou:
ZATÍŽENÍ - lokální
střecha
0
stěna obvodová
stěna vnitřní
l
gk / qk
l
gk / qk
h
gk / qk
l
gk / qk
[m]
[kN.m-2 ]
[m]
[kN.m-2 ]
[m]
[kN.m-2 ]
[m]
[kN.m-2 ]
CELKEM
[kN]
4,68
1,390
0,00
0,000
0,50
2,670
0,00
2,140
11,599
1,60
0,800
0,00
0,000
0,90
0,000
0,00
0,000
5,984
Překlad je navržen monolitický železobetonový vytvořený do U-profilů YTONG z betonu třídy
C20/25 XC1 široký dle tloušťky stěny (U 200 šíře betonu 100 mm, U 375 mm šíře betonu
225 mm) zmonolitněný s věncem (vylévaný najednou) celkové výšky 425 mm. Překlad bude
vyztužen při spodním i horním okraji a při spodním okraji pokračujícího věnce výztuží 2 x R12
v každé vrstvě (tzn. 3 x 2xR12). Třmínky budou dvoustřižné R6 po 200 mm na celou výšku
průřezu.
Alternatině je možné provést překlady prefabrikované: Únosnost prefabrikovaných nosných
překladů YTONG NOP XX/5/YY (YY je min. 22, XX je II-VI) je těsně nevyhovující. Překlad bude
alternativně proveden z prefabrikovaného překladu YTONG NOP XX/5/YY (YY = min. 22, XX je
II-VI), nad kterým bude probíhat věnec vyztužený při horním i dolním povrchu 2 x R12 spolu
RD ALICE 4.01
Dokumentace pro stavební povolení – část statika
Strana: 9/12.
č. zakázky: z14010
s třmínky R6 po 100 mm (zesílený věnec nebude mít nad překladem napojovanou podélnou
výztuž a zesílení bude provedeno min. 250 mm za líc otvoru).
Mezní zatížení vazníkem je dáno lokálním charakteristickým zatížením výše, je stanoveno
s mezní zatěžovací šířkou vazníku střechy 1,6 m. Toto zatížení je nutné ověřit dodavatelem
vazníků.
Parametry prutu
Gk
11,60 kN
Návrh betonového průřezu
beton C 20/25
Návrh výztuže
ocel
10 505 (R)
Qk
5,98 kN
fcd
13,33 MPa
fyd
L
1 800 mm
e cu3
3,5 ‰
MSd
10,03 kN.m
Ecm
30 000 MPa
krytí
tahová ø
V Sd
11,14 kN
b
225 mm
počet n
2-
h
174 mm
třmínky ø
střižnost
s
6 mm
3100 mm
Posouzení - OHYB
x
40,98 mm
d
137 mm
x
0,30
r
MRd
0,007338 -
11,86 kN.m
11,9 > 10,0
VYHOVUJE - využití 85 %
Posouzení - SMYK
n1
0,552 nRd,w
cot(Q)
rw
1,64 MPa
1,868232
0,00377 -
V Rd,s
84,95 kN
85,0 > 11,1
VYHOVUJE - využití 13 %
RD ALICE 4.01
Dokumentace pro stavební povolení – část statika
434,78 MPa
25 mm
12 mm
Posouzení - PRŮHYB
j(∞;28dní)
3,6 d
2,60 mm
limit
300 2,6 < 1800/300 = 6,0
VYHOVUJE - využití 43 %
Strana: 10/12.
č. zakázky: z14010
9. ZÁKLADOVÉ KONSTRUKCE
Založení objektu je předpokládáno na základových pasech. V době vzniku tohoto posudku
nebyl v zájmové lokalitě proveden inženýrsko-geologický průzkum, předpokládají se
jednoduché základové poměry s návrhovou pevností základové půdy min. Rdt = 150 kPa ve
smyslu ČSN 731001. V dalších stupních projektové dokumentace musí být návrh upraven.
Založení bude provedeno v nezámrzné hloubce min 1,0 m pod upraveným terénem, upřesnění
bude provedeno dle IGP. Základová spára bude převzata odpovědným geologem.
Obvodová stěna:
(g+q) k
b
2
střecha
stálé
nahodilé
zeď
základy
CELKEM
sSd =
[kN/m ]
1,39
0,80
2,67
24,00
112,6221 kN
[m]
4,77
4,77
3,10
0,40
(g+q) d
[kN/m]
8,95
5,72
11,17
19,20
45,05
<
Rdt =
VYHOVUJE
150 kPa
Teoretická šíře základových pasů pod obvodovou stěnou je navržena min. 400 mm,
z konstrukčních hledisek a z důvodu možné excentricity navrhujeme šíři 500 mm.
Vnitřní nosná stěna:
(g+q) k
b
2
střecha
zeď
základy
CELKEM
sSd =
stálé
nahodilé
[kN/m ]
1,39
0,80
2,14
24,00
120,1521 kN
[m]
6,47
6,47
3,10
0,40
(g+q) d
[kN/m]
12,14
7,76
8,96
19,20
48,06
<
Rdt =
VYHOVUJE
150 kPa
Šíře základových pasů pod vnitřní nosnou stěnou je navržena 400 mm.
Zatížení základových pasů musí být od stěn nadzemních podlaží centrické, základové pasy jsou
umístěny tak, že stěny jsou v ose základových pasů.
Finální návrh základových konstrukcí bude proveden na základě inženýrskogeologického
průzkumu v prováděcí dokumentaci.
RD ALICE 4.01
Dokumentace pro stavební povolení – část statika
Strana: 11/12.
č. zakázky: z14010
10. ZÁVĚR
Předložená koncepce rodinného domu RD ALICE 4.01 je proveditelná, hlavní nosné prvky jsou
navrženy výše. Konstrukce objektu jsou navrženy dle platných EN norem a na zatížení uvedená
v odstavci 6.
Finální verze výkresové dokumentace bude předložena statikovi ke kontrole.
Dodavatel montážních prací nese plnou odpovědnost za stabilitu a tuhost konstrukce a návrh
a použití dočasných podpor, ztužidel a jiných pomůcek ve všech fázích provádění, až do
úplného dokončení montáže.
Tato dokumentace neslouží k provedení stavby. Byly navrženy pouze hlavní nosné prvky,
napojení jednotlivých prvků bude navrženo v prováděcí dokumentaci. Tvar základových
konstrukcí bude upraven dle podrobného IGP.
V případě zjištění jiných skutečností, než které jsou předpokládány v posudku, je nezbytné
tento nový stav znovu posoudit.
V Praze dne 19.02.2014
Ing. Ondřej Zobal
Ing. Richard Valenta
RD ALICE 4.01
Dokumentace pro stavební povolení – část statika
Strana: 12/12.