Vážení architekti a projektanti,

v aktuálnom Ytong news sa opäť vraciame k seriálu o statike. Tentoraz sa zameriame na riešenie vnútorných stien a pilierov z pórobetónu Ytong. Vybrali sme pre vás normy pre nosné konštrukcie a odporúčania pre statické výpočty doplnené o návrhy riešenia zo stavebných systémov Ytong a Silka.

Veríme, že poskytnuté informácie uľahčia a zrýchlia vašu prácu.
Zaujímavé a podnetné čítanie vám praje

Ing. Karol Hanečka, CSc
produktmanager, statik




Pórobetónové
piliere strednej steny

Piliere stredných stien sú pri použití pórobetónového muriva chúlostivým miestom s koncentrovaným zaťažením. Musia mať dostatočnú nosnosť na prenesenie zaťaženia od celej strednej časti stavby. Preto sú veľmi dôležitou súčasťou konštrukcie objektu.

Tento článok je venovaný odporúčaniam a zásadám pre riešenie vnútorného muriva z pórobetónových materiálov spoločnosti Xella Slovensko, spol. s r. o. Článok je súčasťou série textov venovaných použitiu pórobetónu značky Ytong a nepriamo nadväzuje na predchádzajúcu tému nadzákladového muriva.

 

 
  • Zaťaženie vnútorných stien s piliermi

    Úlohou vnútorných stien je bezpečne preniesť zaťaženie pôsobiace na ne od strechy, od stropných konštrukcií, výmuroviek vo vyšších podlažiach a vlastnej hmotnosti. Zaťaženie prenášajú na nižšie položené steny spodného podlažia alebo na základy. Rozhodujúca je vždy statická únosnosť pilierov v stene spodného podlažia. Toto podlažie pri dnešných objektoch často predstavuje prízemie. Zaťaženie stanovujeme s pomocou platných noriem, ktoré dnes patria medzi sústavu Eurokódov. Ide o sústavu európskych noriem pre navrhovanie nosných stavebných konštrukcií. Pre výpočet jednotlivých druhov zaťažení pôsobiacich na stredné nosné steny využívame nasledujúce normy:

    1. na zostavenie vlastných hmotností stavebných konštrukcií a výpočet zaťaženia od vlastnej hmotnosti STN EN 1991-1-1
    2. na užitočné premenné zaťaženia na podlahách a na plochých strechách STN EN 1991-1-1
    3. na zaťaženie snehom na strechách a terasách STN EN 1991-3
    4. na zaťaženie objektu vetrom STN EN 1991-4
    5. na kombinácie zaťažení STN EN 1990

    Norma STN EN 1991-1-1 – Eurokód 1, časť 1-1: Všeobecné zaťaženia – Objemová tiaž, vlastná tiaž a užitkové zaťaženia budov – uvádza pokyny pre stanovenie a navrhovanie zaťaženia pre nosné konštrukcie pozemných stavieb. Obsahuje údaje pre určenie veľkosti stáleho a premenného užitočného zaťaženia v budovách. Pre stále zaťaženie stavieb určuje norma objemové tiaže stavebných materiálov, vlastné tiaže stavebných prvkov a objemové tiaže skladovaných materiálov. Norma uvádza tiež hodnoty užitočného zaťaženia pre jednotlivé priestory stavieb. Pre objekty, kde počítame s použitím pórobetónu, ako sú rodinné a bytové domy, kancelárie, hotely a ubytovacie zariadenia, ide o užitočné zaťaženia na podlahách uvedené v tab. 1. Premenné zaťaženie na stropných konštrukciách vyhľadávame podľa uvedenej normy ako užitočné rovnomerné zaťaženie zaradené v kategóriách A až H. Tieto užitočné zaťaženia na podlahách volíme podľa účelu miestnosti.

    Tab. 1 – Užitočné zaťaženia pozemných stavieb pre bytové a pobytové miestnosti

    Kategória Účel používania Príklad
    A Plochy na domáce a obytné účely Miestnosti v obytných budovách a rodinných domoch;
    Lôžkové izby a nemocničné oddelenia v nemocniciach;
    Izby v hoteloch, kuchyne v ubytovniach, toalety.
    B Administratívne plochy
    C Plochy, kde sa ludia
    môžu zhromažďovať (s výnimkou tých,
    ktoré sú začlenenné do A, B, a D
    C1: Plochy so stolmi atď.,
    napr. plochy v školách, kaviarňach,
    reštauráciách, jedelňách, čitárňach, recepciách

    C2: Plochy s upevnenými sedadlami,
    napr. plochy v kostoloch, divadlách,
    kinách, konferenčné miestnosti, prednáškové sály,
    zhromažďovacie haly, čekárne, železničné čekárne.

    C3: Plochy bez prekážok pohybu ľudí,
    napr. plochy v múzeách, výstavné miestnosti
    atď. a prístupové plochy vo verejných a administratívnych
    budovách, hoteloch, nemocniciach a haly železničných staníc.

    C4: Plochy s možnosťou fytických aktivít,
    napr. tanečné sály, telocvične, javiská.

    C5: Plochy náchylné na preplnenie,
    napr. pri akciách s veľkým publikom, ako sú
    koncertné sály, športové haly vrátane tribún,
    terasy, prístupové plochy, železničné nástupištia
    D Obchodné plochy D1: Plochy v maloobchodným predajniach
    D2: Plochy vo veľkých obchodných domoch
    Kategória zaťaženej plochy qk
    (kN/m²)

    NA
    Kategória A
         - stropy
         - schodiská
         - balkóny a lodžie

    1,5 až 2,0
    2,0 až 4,0
    2,5 až 4,0

    2,0
    3,0
    4,0
    Kategória B

    2,0 až 3,0

    3,0
    Kategória C
         - C1
         - C2
         - C3
         - C4
         - C5

    2,0 až 3,0
    3,0 až 4,0
    3,0 až 5,0
    4,5 až 5,0
    5,0 až 7,5

    3,0
    4,0
    5,0
    5,0
    5,0
    Kategória D
         - D1
         - D2

    4,0 až 5,0
    4,0 až 5,0

    4,0
    5,0

    Norma STN EN 1991 1-3 – Eurokód 1: Zaťaženie konštrukcií, časť 1-3 Všeobecné zaťaženia – Zaťaženie snehom – stanovuje v národnej prílohe na základe mapy snehových oblastí hodnotu základného zaťaženia snehom pre lokalitu stavby na území Slovenskej republiky a uvádza ďalšie podmienky a hodnoty k výpočtu tohto zaťaženia.
    Norma STN EN 1991 1-4 – Eurokód 1: Zaťaženie konštrukcií, časť 1-4 Všeobecné zaťaženia – Zaťaženie vetrom – stanovuje v národnej prílohe na základe mapy veterných oblastí základnú hodnotu zaťaženia vetrom na území Slovenskej republiky a uvádza postup pre ďalší výpočet tohto zaťaženia. Pre zaťaženie vetrom je rozhodujúca výška objektu a jeho umiestnenie v teréne.
    Norma STN EN 1990 – Eurokód: Zásady navrhovania konštrukcií – pracuje so všetkými uvedenými druhmi zaťaženia a účinky týchto zaťažení kombinuje. V norme sú uvedené kombinácie stálych a premenných zaťažení pre stanovenie najnepriaznivejších účinkov na stavby slúžiacich na statický návrh murovaných konštrukcií. Táto norma uvádza princípy, zásady a požiadavky na bezpečnosť, použiteľnosť a trvanlivosť konštrukcií a popisuje zásady pre ich navrhovanie a overovanie.

  • Výpočet zaťaženia murovaných stavieb

    Stále zaťaženie na murivo sa zostavuje podľa STN EN 1991-1-1 na základe rozmerov stavebných konštrukcií a objemových hmotností navrhnutých materiálov, príp. hmotnosti prvkov. Súčinom týchto hodnôt určujeme charakteristickú hodnotu stáleho zaťaženia pre daný materiál alebo prvok. Súčtom jednotlivých položiek získame veľkosť pôsobiaceho zaťaženia, väčšinou na jeden meter štvorcový pre strop alebo na jeden meter bežný pre stenu.
    Stále zaťaženia vnútorných nosných stien pozostávajú zo zaťaženia od vlastnej hmotnosti stien a zaťaženia od stropných a strešných konštrukcií. Spôsob stanovenia zaťaženia od oboch uvedených druhov konštrukcií sa líši.
    Pri zvislých stenách počítame priamo ich hmotnosť na jeden bežný meter, pri pilieroch násobíme toto zaťaženie ešte zaťažovacou šírkou vychádzajúcou z veľkosti okolitých otvorov v stene. V podstate môžeme povedať, že stanovujeme zaťaženie piliera z dĺžky steny, ktorá na pilier pripadá. Väčšinou ide o dĺžku pozostávajúcu zo šírky piliera a polovíc svetlostí susedných otvorov v stene.
    Pre zaťaženie od stropných konštrukcií počítame s reakciou z plochy, ktorá k pilieru či stene prilieha zo stropu. Veľkosť tejto reakcie sa určí geometricky zo zaťažovacej plochy pôsobiacej na pilier alebo z výpočtu reakcií od stropnej konštrukcie a prievlakov nad pilierom. O tom, aký z uvedených postupov sa použije, rozhodne projektant podľa statickej schémy stropu a prievlakov. Pri jednoduchom uložení vodorovných prvkov je možné vychádzať zo zaťažovacej plochy. Tá vychádza do polovice svetlosti okolitých traktov stropu. Pri staticky neurčitých stropných konštrukciách sa použije výpočet reakcií. Takto postupujeme pre spojité stropné dosky a spojité stropné nosníky a spojité prievlaky.
    Na určenie veľkosti pôsobiaceho zaťaženia od vlastnej hmotnosti stien využívame rozmery stien z projektovej dokumentácie, najmä hrúbky a výšky stien, a ďalej objemových hmotností použitých materiálov. Tieto určíme najlepšie z citovanej normy STN EN 1991-1-1. Ak tu údaje nenájdeme, je možné použiť údaje výrobcu. Tu ale pozor na prevzatie správnej hodnoty objemovej hmotnosti, pretože je nutné brať do úvahy hodnotu pri optimálnej vlhkosti materiálu a nie hodnoty uvádzané pre suché stavivo. Pri pórobetóne Ytong sú uvádzané obe spomínané hodnoty objemových hmotností. Do hmotnosti musíme započítať i vrstvy malty a omietky.

    Premenné zaťaženie sa zostavuje podľa vyššie uvedených noriem Eurokódu 1 z normatívnych hodnôt zaťaženia na jeden meter štvorcový vynásobených zaťažovacou plochou alebo zo zaťažovacích stavov zo statického výpočtu stropných a strešných konštrukcií. Účinok na stenu alebo pilier je stanovený podľa zhodných pravidiel, ktoré sú uvedené pri stálych zaťaženiach na stropných konštrukciách (podľa statickej schémy – reakcia z výpočtu vodorovných konštrukcií alebo pôsobiaca zaťažovacia plocha od stropu).

    Medzné stavy únosnosti nosného prvku predstavujú krajný stav pri zrútení alebo pri inom poškodení konštrukcie. Našou úlohou je preukázať, že pôsobiace zaťaženie na konštrukciu, v našom prípade na murovanom pilieri či stene, vyvodzuje najväčšie možné účinky a jeho hodnota je vždy menšia alebo rovná hodnote únosnosti za medzného stavu.
    Zo štyroch medzných stavov únosnosti uvedených v STN EN 1900 (STR, EQU, FAT a GEO) pre murivo použijeme na výpočet pilierov a stien stavov EQU a STR.
    Pri medznom stave označenom EQU ide o stratu statickej rovnováhy konštrukcie alebo jej časti. Ide o stabilitu konštrukcie proti účinku vonkajších síl. Pri murive ide napríklad o posúdenie voľného vonkajšieho piliera alebo steny na účinky vetra. Pre vnútorné steny má význam iba v stave výstavby.
    Pri medznom stave STR ide o vnútornú poruchu alebo nadmernú deformáciu konštrukcie. Rozhoduje pevnosť konštrukčného materiálu. Ide o výpočet nosnosti konštrukcie, v našom prípade pilierov strednej steny.

    Kombinácia zaťaženia pre trvalé a dočasné návrhové situácie (základná kombinácia) je základnou zvažovanou kombináciou zaťaženia pre medzný stav STR. Pre súčet účinkov zaťaženia od vlastných hmotností a od užitočných zaťažení sa používajú kombinačné rovnice uvedené v STN EN 1990. Do nižšie uvedenej všeobecné rovnice dosadzujeme hodnoty zaťaženia a súčiniteľov stanovených v uvedenej norme.

    Ed = γ Sd × (γg,j × Gjk,j + γq,1 × Qk,1 + γq,i × ψ0,i × Qk,i)

    Pre väčšinu prípadov po uvážení volíme súčiniteľ modelovej neistoty γSd = 1

    Ostatné symboly:

    Ed statická veličina, hodnota pôsobiaceho zaťaženia
    γg,j parciálny súčiniteľ (j-tého) stáleho zaťaženia
    Gk,j charakteristická hodnota (j-tého) stáleho zaťaženia
    γq,1 parciálny súčiniteľ (prvého) premenného zaťaženia
    Qk,1 charakteristická hodnota (prvého) premenného zaťaženia
    γq,i parciálny súčiniteľ (i-tého) stáleho zaťaženia
    ψ0,i súčiniteľ pre kombinačnú hodnotu (i-tého) premenného zaťaženia
    Qk,i charakteristická hodnota (i-tého) stáleho zaťaženia



    Na rozdiel od skoršej praxe s rôznou hodnotou súčiniteľov zaťaženia pre rôzne materiály a veľkosti náhodných zaťažení podľa pôvodnej STN 73 0035 zavádza Eurokód jednotné hodnoty súčiniteľov pre stále a premenné zaťaženia. Preto je nutné a výhodné vykonať súčty charakteristických hodnôt stálych zaťažení (hmotnosti a vrstiev konštrukcie) bez súčiniteľov a kombináciu vykonať s vynásobením súčiniteľmi zaťaženia až pre výsledné hodnoty. Tým priamo vytvoríme uvedenú základnú kombináciu.

    Pre zostavenie účinkov stáleho a premenného zaťaženia na jednotlivé konštrukcie alebo objekty používame základnú kombináciu zaťažení. Tieto základné kombinácie zaťažení používame pre trvalé a dočasné návrhové situácie. Tým je potrebné rozumieť, že tieto návrhové situácie môžu pri objekte trvať stále a nastať kedykoľvek, alebo môžu nastať len v určitom časovom období používania. Väčšinou počítame s oboma návrhovými situáciami spoločne v jednom výpočte.

    Východiskový tvar rovnice po úprave vychádza z predchádzajúcej všeobecnej rovnice:

    Ed = γg × G + γq × Q + γq × ψ0 × Q1 + γq × ψ0,1 × Q2

    Na vysvetlenie pojmov:
    γg × G – časť so stálym zaťažením
    G – súčet všetkých stálych zaťažení na stenu alebo pilier
    γg × Q – časť s hlavným premenným zaťažením, väčšinou užitočným zaťažením na podlahách
    γg × ψ0 × Q1 – časť s ďalším (druhým) premenným zaťažením s redukciou súčiniteľom ψ0
    γg × ψ0,1 × Q2 – časť s ďalším (tretím) premenným zaťažením s redukciou súčiniteľom ψ0,1

    parciálne súčinitele zaťaženia γg sú pre hodnoty stálych zaťažení = 1,35
    parciálne súčinitele zaťaženia γq sú pre hodnoty premenných zaťažení = 1,50
    súčinitele kombinácií zaťažení ψ (použijeme ich pri viacerých premenných zaťaženiach), hodnota súčiniteľa ψ je napríklad pre obytné plochy ψ0 = 0,7

    Pre výpočet volíme jeden z vybraných výrazov označený v norme STN EN 1990 ako výraz 6.10
    Základný výraz 6.10 dáva konzervatívne a najvyššie účinky. Postup využíva štandardné a najvyššie hodnoty súčiniteľov zaťažení, a to s hodnotou 1,35 pre stále zaťaženia a 1,5 pre zaťaženia premenné. V texte je postup označený ako variant A.
    Pre zníženie účinkov zaťaženia môžeme použiť dvojicu výrazov 6.10a a 6.10b, ale musíme porovnať ich účinky a využijeme horšie varianty. Tento postup je označený ako variant B. Postup zavádza redukčný súčiniteľ ξ = 0,85, ktorý slúži na zníženie návrhovej hodnoty stáleho zaťaženia pri rovnici 6.10b. Celkovo je postup prácnejší a preto často býva použitý konzervatívnejší a jednoduchší postup 6.10.

    Variant A – 6.10 vo všeobecnom tvare
    1,35 × G + 1,5 × Q + 1,5 × ψ0 × Q1
    Variant B vo všeobecnom tvare
    6.10a: 1,35 × G + 1,5 × ψ0 × Q1 + 1,5 × ψ1 × Q2
    6.10b: 1,35 × ξ × G + 1,5 × Q + 1,5 × ψ0 × Q1

    Variant A po dosadení hodnôt súčiniteľov
    6.10: 1,35 × G + 1,5 × Q + 1,5 × 0,7 × Q1
    Variant B po dosadení hodnôt súčiniteľov
    6.10a: 1,35 × G + 1,5 × 0,7 × Q1 + 1,5 × 0,5 × Q2
    6.10b: 1,35 × 0,85 × G + 1,5 × Q + 1,5 × 0,7 × Q1


    Výsledná rovnica základnej kombinácie zaťažení pre veľmi obvyklé použitie so stálym a jedným užitočným zaťažením, t. j. napríklad s vlastnou hmotnosťou muriva a stropu a užitočným zaťažením na podlahách

    Variant A
    1,35 × G + 1,5 × Q
    Variant B
    1,35 × G + 1,5 × 0,7 × Q1 = 1,35 × G + 1,05 × Q
    1,35 × 0,85 × G + 1,5 × Q = 1,15 × G + 1,5 × Q

    Pre stanovenie maximálnych účinkov zaťaženia na stenu alebo pilier máme z uvedených oboch variantov A alebo B možnosť voliť jeden postup. Stanovený účinok zaťaženia musí byť menší alebo nanajvýš rovný vypočítanej únosnosti prvkov, t. j. v našom prípade piliera či steny.


    Obr. 1 – Schematické znázornenie postupu statického výpočtu


    Statický výpočet nosnosti muriva vykonávame štandardne podľa STN EN 1996-1-1 alebo pre jednoduché objekty podľa STN EN 1996-3 pri splnení podmienok zjednodušenia výpočtu uvedených v citovanej norme. Rovnice pre stanovenie únosnosti sú uvedené tiež v predchádzajúcom článku o nadzákladovom murive.

  • Hrúbky vnútorných stien

    Hrúbky vnútorných nosných stien z pórobetónu sú závislé od pôsobiaceho zaťaženia a použitých materiálov. Najviac používanými hrúbkami sú 250 mm a 300 mm. Vnútorné steny pri prízemných až trojpodlažných objektoch zhotovujeme väčšinou v hrúbke 250 mm. Presné tvárnice s touto hrúbkou sú výrobcom dodávané s označením P2-400, P2-500, P4-500, a P6-650. Pre značku P4-500 až P6-650 je možné použiť tvárnice s hrúbkou 250 mm. Menšia hrúbka steny znamená úsporu miesta. Pre väčšie pôsobiace zaťaženie volíme väčšiu hrúbku 375 mm. Tá je vyrábaná len pre pórobetón značky P2-400 a P4-500. Tvárnice s najvyššou pevnosťou P6-650 volíme, ak staticky nevyhovejú pórobetóny nižšej pevnosti.
    Pevnosť presných tvárnic je všeobecne vyššia, než je pevnosť pri tvárniciach pre obvodové tepelne izolačné murivo.

    Tab.2 - Pórobetónové tvárnice Ytong pre vnútorné nosné steny

    Značka pórobetónu P2-400 P2-500 P4-500 P6-650
    pevnosť murovacích prvkov v tlaku fb
    (MPa)
    2,6 2,8 4,2 6,5
    charakteristická pevnosť muriva v tlaku fk
    (MPa)
    1,80 1,93 2,71 3,93
    rozmery pre hrúbku steny
    (mm)
    300
    375
    300 200
    250
    300
    375
    200
    250
    300
  • Štíhlostný pomer stien

    Nosné steny z pórobetónu sa navrhujú v základných hrúbkach 250, 300, 375 mm alebo prípadne i 200 mm. Pre súdobé konštrukcie môžeme hrúbku znížiť s ohľadom na zaistenie nasledujúcich princípov:

    • zaviazanie zvislej konštrukcie do tuhej stropnej konštrukcie
    • použitie únosnejších materiálov
    • zaistenie priečneho rozoprenia stenami alebo piliermi

    Štíhlosť konštrukcií podľa STN EN 1991 je možné voliť až do pomeru 27, avšak pri zaistení dostatočnej únosnosti a opretia konštrukcie do stropnej konštrukcie. Minimálna hrúbka nosnej steny je normatívne odporúčaná na 140 mm. Ide o hodnotu použiteľnú len pri malom zaťažení a vysokej pevnosti muriva. Hrúbku volíme vždy väčšiu, obvykle pri pórobetóne 250 mm alebo 300 mm.

    Hrúbka nosných stien v seizmických oblastiach je upravená Eurokódom EC8 na minimálne 240 mm. Určenie oblastí je podrobnejšie popísané v STN EN 1998. Pre bežné konštrukcie vnútorných stien a pilierov a výšky je vhodné dodržať maximálny štíhlostný pomer 15, kedy je možné excentrickosť vplyvom dotvarovania označenú ek považovať za rovnú nule. Pri použití štíhlostného pomeru 15 pre bežné svetlé výšky podlaží vychádzajú pre informáciu minimálne hrúbky nosných stien uvedené v tab.3.

    Tab. 3 – Vybrané hrúbky stien pre najviac používané svetlé výšky priestorov

    Štíhlostný pomer h/tef do 27, v SR odporúčané do 15, kedy je možné excentrickosť vplyvom dotvarovania považovať za rovnú nule. Pre pomer 15 vychádza:

    výška 2700 mm /byty/ 175 mm - 180 mm
    - 3000 mm /kancelárie/ 200 mm
    - 3300 mm 220 - 225 mm
    - 3600 mm 240 mm
     
    Pre bežné používané konštrukcie s výškou podlažia do 3 metrov v hrúbkach 300 alebo 250 mm sa štíhlosť pohybuje na nižších hodnotách:
    - výška 2700 mm, tl. 300 mm štíhlosť 9
    tl. 240 mm   11,25
    - výška 3000 mm, tl. 300 mm štíhlosť 10
    tl. 240 mm   12,5
    - výška 3600 mm, tl. 300 mm 12
    tl. 240 mm   15
     

    Minimálna hrúbka nosnej steny je normatívne v NA odporúčaná na 140 mm. To zodpovedá pri dodržaní pomeru 19,64 pri výške 2 750 mm.

     
  • Oslabenie prierezov vnútorné steny

    Vnútorná stena je bežne oslabená otvormi, ktoré spôsobujú, že zaťaženie musia preniesť jej zvyšné časti a piliere.
    Oslabenie súvislej vnútornej steny je spôsobované z nasledujúcich dôvodov:

    • dverné otvory, otvory na zasklenie alebo priechody
    • vynechanie časti steny z dôvodu uvoľnenia dispozície
    • priečne rozmerovo veľké prestupy pre inštalácie, napr. vzduchotechniku
    • rozvodné skrine a zariadenia umiestnené v stene, napr. pre elektroinštaláciu alebo vykurovanie
    • zvislé drážky pre zabudované potrubia (kanalizácia, vzduchotechnika)
    • zvislé šachty na vetranie alebo rôzne rozvody
    • zapustené komíny – vytvárajú prerušenie alebo oslabenie muriva osadením komínových tvárnic
    • vloženie iných prvkov (napr. priechody nosníkov)

    Uvedené dôvody oslabenia steny vedú k zmenšeniu plochy muriva a koncentrácii zaťaženia na menšiu okolitú plochu steny alebo piliere. Piliere sú potom rozhodujúcim prvkom konštrukcie z hľadiska nosnosti steny.

    V norme pre navrhovanie murovaných konštrukcií STN EN 1996-1-1 (EC 6) je v tabuľkách v časti 8.6 (str. 77 normy) uvedená veľkosť, hĺbka a dĺžka drážok bez overenia, ktoré sú prípustné v nosnom murive bez toho, aby sme vykonávali zvláštne konštrukčné a návrhové opatrenia. Týmto je myslené, že ak navrhneme nosné murivo podľa postupu podľa EC 6 a dodržíme veľkosť drážok, je návrh staticky vyhovujúci. Tabuľky sú rozdelené pre zvislé, vodorovné a šikmé drážky a ich obsah je uvedený v tabuľkách č. 4 a 5.
    Pri stenách s hrúbkou 300 mm a menej teda nie je možné zhotovovať zvislé drážky hlbšie než 30 mm a vodorovné hlbšie než 15 mm, eventuálne obmedzene 25 mm. Z uvedeného vyplýva, že pri štíhlych vnútorných stenách je nutné viesť všetky rozvody inštalácií okrem elektrických káblov v predstene alebo nízkom sokli. To samozrejme platí kategoricky pre piliere, ktoré nie je možné pre menšiu plochu dodatočnými zásahmi oslabiť. Je teda správne neumiestňovať na piliere rozvodné škatule a vedenie inštalácií. Tu môže dôjsť k stretu s predstavami stavebníka alebo realizačnej firmy o umiestnení rozvodov. V prípade preverenia je správne zhotoviť statický posudok pre oslabený prierez piliera alebo steny.

    Prípustné vodorovné, šikmé a zvislé drážky v murive bez overenia

    Tab.4 - Dovolené rozmery vodorovných a šikmých drážok v murive bez overenia výpočtom

    Hrúbka steny
    (v mm)
    Maximálna hĺbka
    (v mm)
    Neobmezená dľžka Dĺžka ≤ 1 250 mm
    85–115 0 0
    116–175 0 15
    176–225 10 20
    226–300 15 25
    Nad 300 20 30

    Poznámka 1. Maximálna hĺbka drážky má zahrnovať Hĺbku akéhokoľvek otvoru, ktorý je drážkou zasiahnutý.
    Poznámka 2. Vodorovná vzdialenosť medzi koncom drážky a otvorom nemá byť menšia ako 500 mm
    Poznámka 3. Vodorovná vzdialenosť medzi súsednými drážkami s obmedzenou dĺžkou, ktoré sú situované na tej istej strane alebo opačných stranách steny, nemá byť menšia ako dvojnásobok dĺžky dlhšej drážky.
    Poznámka 4. Pri stenách väčšej hrúbky ako 175 mm dovolená hľbka drážky sa smie zväčšiť o 10 mm, ak drážka je strojom vyrezaná presne na požadovanú hĺbku. Ak sa použije strojné vyrezavanie drážok, možno v stenách s hrúbkou najmenej 225 m vyrezať drážky na oboch stranách stien do hĺbky 10 mm.
    Poznámka 5. Šírka drážky nemá prekročiť polovicu zostatkovej hrúbky steny.

    Tab.5 - Dovolené rozmery svislých drážok a nik v murive bez overenia výpočtom

    Hrúbka steny
    (v mm)
    Drážky a niky vytvorené dodatočne po vymurovaní steny Drážky a niky vytvorené počas murovania steny
    Maximálna hĺbka

    (v mm)
    Maximálna šírka

    (v mm)
    Minimálna zostatková hrůbka steny
    (v mm)
    Maximálna šírka
    (v mm)
    85–115 30 100 70 300
    116–175 30 125 90 300
    176–225 30 150 140 300
    226–300 30 175 175 300
    > 300 30 200 215 300

    Poznámka 1. Maximálna hĺbka drážky alebo niky má zahrnovať Hĺbku akéhokoľvek otvoru, ktorý je drážkou alebo nikou zasiahnutý.
    Poznámka 2. Zvislé drážky, ktoré nad úrovňou stropu nesiahajú do väčšej výšky ako jednej tretiny výšky podlažia môžu mať hĺbku do 80 mm a šírku do 120 mm, ak hrúbka steny je 225 mm a väčšia.
    Poznámka 3. Vodorovná vzdialenosť medzi súsednými drážkami alebo drážkou a nikou alebo otvorom nemá byť menšia ako 225 mm.
    Poznámka 4. Vodorovná vzdialenosť medzi hociktorými dvoma susednými nikami, ktoré sú situované na tej istej strane alebo opačných stranách steny, nemá byť menšia ako dvojnásobok šírky širšej niky.
    Poznámka 5. Celková šírka zvislých drážok a nik nemá prekročiť 0,13-násobok dĺžky steny.

  • Piliere

    Piliere sú zvislé nosné prvky, ktoré z dôvodu svojich rozmerov nie je možné popísať ani ako stĺpy a ani ako steny. Piliere používame pri veľkých otvoroch v nosných stenách určených na prepojenie dispozície stavby a pri vonkajších stenách pri tvorbe fasády s okennými otvormi. Umiestnenie pilierov môže mať pravidelný, alebo nepravidelný charakter.

    Piliere predstavujú masívnejšiu a prierezovo väčšiu konštrukciu než stĺpy. Ak pre stĺpy uvažujeme, že ich šírka a hrúbka môžu byť zhodné alebo v pomere maximálne jedna, pre piliere výrazne rastie šírka proti hrúbke muriva. Môžeme si stanoviť, že šírka pilierov sa pohybuje medzi 2 až 4 hrúbkami muriva alebo i viac. Výraz pilier používame tiež pre veľmi masívne murované stĺpy.

    Piliere rozlišujeme podľa výšky vyhotovenia na dva základné typy – piliere na celú výšku podlažia a piliere na menšiu výšku medzi otvormi v stene. Tieto piliere majú spodnú časť spojenú s parapetmi pod otvormi a táto časť vytvára pod piliermi súvislú nízku stenu.

    Nosné piliere z pórobetónových tvárnic je teoreticky možné zhotovovať od rozmeru 0,175 × 0,25 m alebo 0,15 × 0,30 mm pri ploche 0,045 m². Normy pripúšťajú plochu piliera nad 0,04 m². Také piliere sú ale veľmi málo únosné, štíhle a v rozmere, ktorý je potrebné z tvárnic dĺžky 599 mm vyrezať. Z praktických dôvodov má význam použiť pre pilier ako minimálne rozmery 0,25 m × 0,25 m, ktoré pre oba smery vybočenia majú rovnaké geometrické predpoklady. Taký pilier je ale možné väčšinou použiť len medzi úzkymi dvernými otvormi alebo pri nízkopodlažných stavbách. Zo statických dôvodov odporúčam pri pórobetóne šírku piliera aspoň 500 mm.

    Pre stanovenie minimálneho rozmeru piliera platí, že musíme vychádzať z pôsobiaceho zaťaženia a nosnosť overíme statickým výpočtom. Pri bežných stavbách použijeme štandardné metódy podľa STN EN 1996-1-1, pri jednoduchých stavbách a pre predbežné návrhy postupujeme podľa STN EN 1996-3 pre zjednodušený výpočet. Murivo pilierov zhotovované z presných tvárnic maltujeme i vo zvislej styčnej škáre pre zaistenie kompaktnosti piliera a zaistenie väzby muriva. Pre statický výpočet únosnosti piliera berieme do úvahy jeho skutočný pôdorysný rozmer a výšku zodpovedajúcu svetlej výške.

     

    Obr. 2 – Znázornenie uvažovanej výšky piliera h vo výpočte

  • Uloženie prievlakov

    Okrem zmenšenia prierezu steny otvormi je potrebné posúdiť stenu i v mieste uloženia prievlakov. Pri veľkých otvoroch v murive, a to väčšinou už nad 2,5 metra šírky, sú na pórobetón v uložení prievlakov prenášané významné reakcie. Tieto reakcie je potrebné rozniesť na čo najväčšiu plochu muriva. To dosiahneme veľkou navrhnutou šírkou prievlakov a zväčšenou dĺžkou ich uloženia.

    Pôsobenie prievlakov na pórobetónové murivo je potrebné rozdeliť na dva nasledujúce prípady:

    • prievlak je osadený v rovine muriva a pôsobí ako preklad pre veľký otvor v stene
    • prievlak je osadený priečne, t. j. kolmo na murivo a prenáša zaťaženie od stropnej konštrukcie alebo i od priečnej priečky alebo stĺpika krovu vo vyššom podlaží

    Prievlaky nad otvormi v pórobetónovom murive ukladáme najlepšie na celú hrúbku muriva a na dĺžku najmenej 250 mm od kraja ostenia. Tým dosiahneme roznesenie zaťaženia na väčšiu časť muriva. Ak sa prievlak uloží len na časť muriva, má byť poloha osi reakcie od prievlaku najvyššie v jednej štvrtine hrúbky muriva od osi steny.

    Pre prievlaky nesúce veľkú časť stropov a strechy zhotovujeme v uložení roznášací železobetónový prah, a to väčšinou na výšku vrstvy muriva, t. j. 250 mm. V mieste uloženia prievlakov vykonávame pri murive premaltovanie zvislej škáry medzi tvárnicami. Toto premaltovanie sa vykonáva pod uložením najmenej vo dvoch radoch v rade tvárnic, a to v tej, na ktorej prievlak leží, a v ďalšom spodnom rade.

    Oceľové prievlaky osadzujeme na roznášaciu dosku a podbetónovanie alebo zosilnenú betónovú mazaninu, aby bolo dosiahnuté roznesenie na celú úložnú plochu muriva. Hrúbka mazaniny má byť pre bežné uloženia aspoň 50 mm z betónu C20/25, pri koncentrovaných účinkoch prievlakov hrubšia podľa statického návrhu. Celej problematike prievlakov a prekladov bude venovaný samostatný článok s obrázkami.

  • Sústredená zaťaženie

    V mieste uloženia prievlaku je pórobetón zaťažený v dosadacej ploche. Táto plocha je tiež nazývaná zaťažená plocha. Pevnosť pórobetónu zavádzame jeho návrhovou hodnotou pevnosti v tlaku fd získanou podelením hodnoty charakteristickej pevnosti muriva v tlaku fk k súčiniteľom materiálu. Ten má pre pórobetón a návrhovú maltu hodnotu 2,2. Vydelením oboch hodnôt a následne vynásobením zväčšovacím súčiniteľom b získame výslednú silu, ktorú má murivo v uložení preniesť. Zväčšovací súčiniteľ môže nadobúdať hodnoty od 1 do 1,5 a závisí od umiestnenia a veľkosti dosadacej plochy. Výpočet môžeme vykonať podľa vzorca v článku 6.1.3 v norme STN EN 1996-1-1 na strane č. 53 a predpokladáme jeho rozbor v ďalšej sérii článkov.

    Ak sa nachádza dosadacia plocha priamo na líci muriva a ak je prievlak uložený na viac ako 45 % plochy muriva, potom má zväčšovací súčiniteľ hodnotu 1. Toto je väčšina prípadov uloženia. Snažíme sa, aby sústredené zaťaženie pôsobilo ak možno v osi steny a na celú šírku steny. Vytvárame spomínaný roznášací prah. Pri posúdení je potrebné započítať do účinkov na zaťaženú plochu v mieste uloženia nielen hodnotu zaťaženia od prievlaku, ale i účinky od hmotnosti muriva a konštrukcií nad prievlakom.

    Pri uložení prievlakov na stene hrúbky 300 mm z pórobetónu značky P2-400 je možné uvažovať s reakciou vrátane hmotnosti vyššie uloženého muriva až 50 kN. Ide o návrhovú hodnotu zaťaženia. Hodnota platí pre dĺžku uloženia 250 mm a roznesenie zaťaženia na celú šírku muriva.

  • Vápennopieskové tvárnice Silka

    Vápenno-pieskové tvárnice používame na jednotlivé piliere a nosné steny spodných podlaží viacpodlažných objektov pri vysokých hodnotách zaťaženia. Použijeme ich tiež, ak staticky nevyhovie pórobetónové murivo z tvárnic značky P4-500 až P6-650.
    Vápenno-pieskové tvárnice sú dodávané vo dvoch pevnostných triedach, v prvej s pevnosťou 20 MPa a v druhej s pevnosťou 12 MPa. Ich charakteristická pevnosť v tlaku je 10,2 MPa pre tvárnice označené P20-2000 a 6,6 MPa pre tvárnice P12-1800. Hodnoty sú až štyrikrát lepšie ako pre pórobetónové tvárnice značky P2-400. Technické vlastnosti tvárnic Silka sú uvedené v tabuľke č.5
    Tvárnice majú veľkú objemovú hmotnosť 20 kN/m3 a 18 kN/m3. Pre výpočet zaťaženia sú teda asi trikrát až štyrikrát ťažšie ako pórobetónové tvárnice. Preto okrem pevnosti a únosnosti vynikajú tvárnice i svojimi zvukovo izolačnými vlastnosťami.

    Tab.6 – Vápenno-pieskové tvárnice Silka pre vnútorné nosné steny

    S20-2000 S15-1800 S15-1600
    pevnosť murovacích prvkov v tlaku fb (MPa) 20 15 15
    charakteristická pevnosť muriva v tlaku fk (MPa) 10,20 7,99 7,99
    rozmery pre hrúbku steny (mm) 250 200 300
  • Fotogaléria

  • Záver

    Vnútorné nosné steny z pórobetónu zhotovujeme v hrúbke 250 mm, podľa veľkosti pôsobiaceho zaťaženia môžeme voliť i hrúbky tvárnic 300 alebo 375 mm. Závisí to tiež od zvolenej pevnosti pórobetónu. Dĺžku pilierov volíme čo najväčšiu, ale vždy najmenej 250 mm, lepšie 500 mm. Pre piliere je potrebné vykonať statický výpočet. Ak piliere staticky nevyhovejú, použijeme pórobetón vyššej pevnosti označený P4-500 alebo P6-650 alebo použijeme vápenno-pieskové tvárnice Silka s pevnosťou 15 alebo 20 MPa. Murivo pilierov maltujeme i v styčnej škáre.

    Pre osadenie sústredených bremien navrhujeme čo najväčšiu roznášaciu plochu, najlepšie na celú hrúbku muriva. Dĺžku uloženia volíme 250 mm.

    Ing. Luděk Vejvara
    statik a projektant
    Katedra mechaniky ZČU v Plzni