MINISTERSTVO PRŮMYSLU A OBCHODU ČR
SEKCE STAVEBNICTVÍ
Na Františku 32, Praha 1
Program MPO ČR na podporu výzkumu a vývoje
Regenerace panelových domů
Praha 2000
Zpracoval: Stavební fakulta Českého vysokého učení technického
Spolupráce: STÚ-K, a. s., Praha
Řešitelé: prof. Ing. Jiří Witzany, DrSc., Stavební fakulta ČVUT (vedoucí řešitel úkolu); Ing. Daniela Bedlovičová, Stavebí fakulta ČVUT; Ing. Petra Bednářová, Stavební fakulta ČVUT; Ing. Jindřiška Čadinová, STÚ-K, a. s., Praha; Ing. Tomáš Čejka, Stavební fakulta ČVUT; Ing. Antonín Hruška, CSc., Stavební fakulta ČVUT; Ing. Jiří Karas, CSc., Stavební fakulta ČVUT; Radka Pišanová, STÚ-K, a. s., Praha; Ing. Václav Vimmr, CSc., STÚ-K, a. s., Praha; Ing. Martin Wimmr, STÚ-K, a. s., Praha; Ing. Radek Zigler, Stavební fakulta ČVUT
Kód publikace: I/09
ISBN tištěné publikace: 80-86364-26-7
Vydavatel tištěné verze: Informační centrum ČKAIT
MPO souhlasí se zveřejněním pomůcky.
Omlouváme se za špatnou čitelnost některých vyobrazení způsobenou nekvalitním stavem dostupných archivních předloh.
Obsah
ÚVOD
1.1 VÝROBNÍ KAPACITY
Nedostatky stavebních soustav realizovaných v 50. a v 60. letech, mezi které ve své době patřily vady a poruchy obvodových plášťů a u malých rozponů omezené možnosti dispozičního řešení, vedly k tomu, že stavební organizace iniciovaly v roce 1967 práce, které vyústily v zadání návrhu nové konstrukční soustavy (NKS). Cílem NKS bylo odstranit poznané závady a uvést do praxe nové poznatky. Protože československé strojírenství nebylo schopno v potřebných lhůtách a množství zabezpečit dodávku technologických zařízení, bylo rozhodnuto zabezpečit tyto dodávky z dovozu. Způsob zajištění dodávek je patrný z tab. 1.
Tab. 1 Zahraniční dodávky technologického zařízení pro NKS
| Panelárna | Systém | Kapacita bytů/rok | Typ NKS |
| Vysoké mýto | KRESTING, SRN | 600 | HK 70 |
| Brno – Chrlice | domostrojitělnyj kombinát, SSSR | 2 000 | B 70 |
| Gottwaldov | SCHMIDT, Dánsko | 600 | NKS-G |
| Příšovice | SCHMIDT, Dánsko | 2 000 | NKS-BA |
| Česká Lípa | SCHMIDT, Dánsko | 600 | NKS-BA |
| Praha | LARSEN-NIELSEN, Dánsko | 2 000 | L-N |
| Brno-Bohunice | WALDSCHMIDT, SRN, Anglie | 600 | B 70-360 |
V roce 1969-70 byly započaty práce na technických podkladech pro projektovou a předvýrobní přípravu NKS zaměřené na využití zahraničních systémů. Do roku 1973 byly výše jmenované panelárny uvedeny do provozu a zároveň byly postaveny i experimentální objekty. Po jejich vyhodnocení byly schváleny typové podklady panelových soustav uvedených v tab. 2.
Tab. 2 Charakteristika variant (NKS) nových konstrukčních soustav do roku 1975
| NKS-HK | NKS-B 70 (360) | NKS-B 70 vícemodulový | NKS-G | NKS-BA | L-N 1. aplikace | P 1.1 unifikovaná | VVÚ ETA | |
| Modulová řada (cm) | 240, 420 | 360 | 240, 480 | 240, 420 | 240, 420, 480 | 240, 360, 480 | 240, 300, 420 | 600, 300, (260) |
| Obvodový plášť průčelí | vrstvení 27 cm | vrstvení 29 cm | vrstvení 21 cm | vrstvení 30 cm keramzitbeton, pórobeton, keramický | vrstvení 20 cm | |||
| Stropy | plné 15 cm | plné 16 cm | plné 15 cm | dutinové 19 cm | ||||
| Nosné stěny | 15 cm | 19 cm | ||||||
| Bytové jádro | lehké B 3 | lehké B 70 | lehké B 70 | lehké B 6 | betonové a lehké B 7 | B 6 přechod na B 7 | lehké B 7 | B 6 přechod na B 7 |
1.2 LARSEN-NIELSEN (L-N)
Řešitelem typového podkladu konstrukční soustavy podle licence dánské firmy Larsen-Nielsen byl Výzkumný a vývojový ústav Stavebních závodů Praha. Typový podklad byl zpracován za předpokladu výroby malých sérií (aplikací) a byl schválen Ministerstvem stavebnictví rozhodnutím ze dne 28. 5. 1973. Změna sortimentu vyráběných prvků byla možná po ukončení výrobní série, tj. cca 2 000 bytů. Původní záměr byl, že se prvky pro první aplikaci budou vyrábět do roku 1976. Tato lhůta však byla výrazně překročena. Výrobní podmínky panelárny umožňovaly zavedení pouze tří rozponů. Obr. 1 ukazuje panelový dům L-N (první aplikace).
Tab. 3 Přehled výrobní kapacity paneláren v období 1976-1980
| Konstrukční systém | Kraj | Výrobní zdroje prefabrikátů | |||||
| 1976 | 1977 | 1978 | 1979 | 1980 | Σ | ||
| T 06 B T 08 B MS – Průmstav HK – 65 BP – 70 – OS VM – OS Celkem staré typy |
Všechny kraje Stč, Sč Stč Vč Sm, Jm Sm |
24 600 4 000 1 200 600 2 700 120 33 220 |
22 500 4 000 1 200 – 2 500 – 30 000 |
20 700 4 000 1 200 – 2 900 – 28 800 |
17 600 3 250 1 200 – 1 800 – 24 250 |
15 900 3 250 1 200 – 1 800 – 22 150 |
101 300 18 500 6 000 600 11 900 120 138 420 |
| VVÚ ETA Larsen – Nielsen PS – 69 NKS – BA B 70 B 70 – 360 NKS – HK NKS – G Celkem NKS |
Praha, Stč Praha Praha, Zč Sč, Jč, Vč Sč, Jm Jm Vč Jm |
7 400 1 600 3 100 3 040 2 000 700 550 600 18 990 |
7 700 2 100 3 100 3 330 2 000 800 550 600 20 080 |
8 500 2 000 3 200 3 200 2 200 800 550 – 20 450 |
9 500 2 000 3 200 3 200 3 000 800 550 – 22 250 |
9 900 2 000 3 400 3 200 3 800 800 550 – 23 650 |
43 00 9 600 16 000 15 970 13 000 3 900 2 750 1 200 105 420 |
Dílce soustavy L-N byly vyráběny v panelárně o kapacitě 2 000 b. j. za rok, postavené v Praze-Malešicích. Ta sloužila od roku 1974 jako hlavní dodavatel dílců pro pražská sídliště. Výrobní zařízení dodala firma Larsen-Nielsen. Ověřovací stavbou byl objekt „C“ (asi 200 bytových jednotek) na sídlišti Bohnice, kde na stavbě 3 a 4 je v této konstrukční soustavě postaveno asi 2 100 bytů (první aplikace). V první etapě bylo použito pouze řadových objektů maximálně dvanáctipodlažních (v licenci se požadovalo až 18 podlaží) v příčném systému o rozponech 2,40 m, 3,60 m a 4,80 m.
Ve druhé aplikaci se přešlo k rozponům 2,70 m, 3,60 m a 4,50 m. Na obr. 2 je příklad panelového domu postaveného v rámci druhé aplikace. Předmětem Dodatku typového podkladu pro tzv. II. architektonický záběr (druhé aplikace) bylo doplnění, případně upřesnění původně schváleného typového podkladu (první aplikace).
Výrobcem dílců konstrukční soustavy byla i nadále Prefa-Malešice, ale dodavatelem výrobního zařízení byla firma EPGÉP (Budapešť). Výstavbu domů systémem L-N zajišťovaly především Pozemní stavby Praha. Předpokládaná životnost objektů postavených systémem L-N byla 80 let.
Obr. 1 Domy postavené ze sekcí S 2a (první aplikace)
Obr. 2 Soliterní sekce V 12 (druhá aplikace) na sídlišti Modřany
2 OBJEMOVÉ, DISPOZIČNÍ A ARCHITEKTONICKÉ ŘEŠENÍ
2.1 SEKCE, OBJEKTY, PODLAŽNOST
Panelová soustava Larsen-Nielsen byla určena pro výstavbu bytových domů v Praze. V návaznosti na vývoj této soustavy je třeba rozlišovat dva realizační záběry.
2.1.1 První aplikace stavební panelové soustavy Larsen-Nielsen
Konstrukční soustava L-N byla navržena pro čtyř, osmi a dvanácti podlažní zástavbu a pro řadové domy. Osové vzdálenosti příčných nosných stěn soustavy využívaly tří modulů 2,40 m, 3,60 m a 4,80 m. Kombinací modulových rozměrů byly vytvořeny čtyry základní typy sekcí: S 2a (obr. 1 a 3), S 6 (obr. 4), S 7a (obr. 5) a S 9 (obr. 6). Sekce S 2a, S 6 a S 7a byly řešeny jak pro typické podlaží, tak pro tzv. chodbové podlaží (4. a 7. podlaží), ve kterém byly propojeny schodišťové prostory dvou sousedních sekcí, což zabezpečovalo splnění podmínek požární bezpečnosti: Vertikální komunikace je vždy umístěna do modulu 2,4 m v centrální části sekce. Dvouramenné schodiště je u osmi a dvanácti podlažní zástavby doplněno výtahem. Hloubka sekcí se řídila vzorcem 1 200 + n x 600 + 1 200 mm, tj. 12,0 a 14,4 m s předsazenými lodžiemi hloubky 1 800 mm a 16,8 m. Délky jednotlivých sekcí byly 18,0 m – S 2a, 20,4 m – S 6, 36,0 m – S 7a a, 26,4 m – S 9a (obr. 3 až 6).
Dilatační celky tvořily jednotlivé sekce, dvousekce, případně u sekce S 2a a S 6 i trojsekce.
Obr. 3 Příklad první aplikace. Dispoziční řešení – typické podlaží sekce S 2a
Obr. 4 Příklad první aplikace. Dispoziční řešení – typické podlaží sekce S 6
Obr. 5 Příklad první aplikace. Dispoziční řešení – typické podlaží sekce S 7a
Obr. 6 Příklad první aplikace. Dispoziční řešení – typické podlaží sekce S 9a
2.1.2 Druhá aplikace stavební panelové soustavy Larsen-Nielsen
Doplněk typového podkladu soustavy určený pro II. architektonický záběr byl opět určen pro převážně řadovou zástavbu o čtyřech, osmi nebo dvanácti podlažích. Modulové vzdálenosti příčných nosných stěn byly změněny na 2,7 m; 3,6 m a 4,5 m. Pro první použití druhé aplikace konstrukční soustavy bylo vybráno 7 typů sekcí z navržených dvaadvaceti:
Hloubky sekcí byly např. 15,0 m a 16,2 m. Vertikální komunikaci zajišťovalo dvouramenné schodiště umístěné v modulu 2,7 m a u zástavby vyšší než čtyři podlaží v sousedním modulu umístěný výtah. Dilatační celky tvořily jednotlivé sekce nebo dvousekce.
Obr. 7 Příklad druhé aplikace. Dispožiční řešení – typické podlaží sekce D 4
Obr. 8 Příklad druhé aplikace. Dispoziční řešení – typické podlaží sekce R 4 levá (R 4 pravá – zrcadlový obraz k sekci R 4 levá)
Obr. 9 Příklad druhé aplikace. Dispoziční řešení – typické podlaží sekce D 8
Obr. 10 Příklad druhé aplikace. Dispoziční řešení – typické podlaží sekce D 12
Obr. 11 Příklad druhé aplikace. Dispoziční řešení – typické podlaží sekce V 8, V 12
2.1.3 Popis konstrukce
Příčný nosný stěnový systém při osové vzdálenosti nosných stěn 2,40 m, 3,60 m a 4,80 m (první aplikace) a 2,70 m, 3,60 m a 4,50 m (druhá aplikace). Konstrukční výška podlaží je 2,80 m. Stropní panely jsou železobetonové o tl. 160 mm, jejich délky odpovídají rozponům.
Stěnové panely jsou betonové – železobetonové o tl. 150 mm a výrobním rozměru výšky 2 606 mm.
Štítové panely jsou vrstvené o celkové tloušťce 260 mm (první aplikace) a 290 mm (druhá aplikace), přičemž nosná část má tl. 150 mm.
Dílce obvodového pláště jsou celostěnové o celkové tloušťce 210 mm (první aplikace) a 240 mm (druhá aplikace).
Štítové dílce i dílce obvodového pláště průčelí jsou opatřeny tepelnou izolací z pěnového polystyrénu tl. 50 mm (první aplikace) nebo 80 mm (druhá aplikace), takže u druhé aplikace byl dosažen tepelný odpor R = 1,87 m2 kW-1.
Schodiště je navrženo jako dvouramenné z prefabrikátů.
2.2 DISPOZIČNÍ ŘEŠENÍ
2.2.1 První aplikace soustavy Larsen-Nielsen
Pro první aplikaci soustavy L-N bylo navrženo 6 základních typů řadových sekcí. Nejčastěji se ale setkáváme s využitím řadových sekcí typu S 2a, S 6, S 7a a S 9. Dilatační celky tvořily samostatné sekce, dvojsekce ale i trojsekce. Všechny sekce měly zachovány příčný nosný systém. Sekce S 2a, S 6 a S 9 byly určeny pro výšku zástavby 4 až 12 podlaží se suterény. Sekce S 7a pak jen pro objekty osmipodlažní. Vertikální komunikace tvoří dvouramenné schodiště, které je u vyšší než čtyřpodlažní zástavby doplněno výtahem.
2.2.2 Druhá aplikace soustavy Larsen-Nielsen
Druhá aplikace soustavy L-N měla v původním řešení navrženo 22 typů sekcí. Ke konečné realizaci bylo vybráno pouze 6 typů sekcí, ve kterých byly zastoupeny jak sekce řadové tak rohové a soliterní. Řadové a soliterní sekce zachovávaly příčný nosný systém. U sekcí rohových byl použit systém obousměrný. Dilatační celky byly podle typu použitých sekcí sestaveny až ze tří sekcí. Výškové hladiny zástavby byly předurčeny použitým typem sekce. Objekty jsou čtyř, osmi a dvanácti podlažní se suterény. Vertikální komunikace je zajišťována dvouramenným schodištěm a u vyšší než čtyřpodlažní zástavby též výtahy.
2.3 DISPOZIČNÍ ŘEŠENÍ
2.3.1 Řešení bytů
V první aplikaci soustavy L-N byly navrženy byty velikostních kategorií I. až V.
Sekce S 2a, S 6 a S 7a rozlišovaly dispozičně v zásadě dva typy podlaží, a to typické a chodbové. U sekce S 9a chodbové podlaží není, neboť řešení sekce vyhovovalo požadavkům požární bezpečnosti i pro vyšší zástavbu. Typická a chodbová podlaží se lišila počtem a velikostními kategoriemi bytů a funkcí podlaží. Proto například u sekce S 2a (obr. 12) jsou v typickém podlaží dva byty IV. a jeden byt I. velikostní kategorie. V chodbovém podlaží středním (obr. 13) jsou 2 byty II. a jeden byt I. velikostní kategorie. Další plocha chodbového podlaží je použita pro sklípky a spojovací chodbu. Chodbová podlaží se liší ještě podle polohy. V levém příp. pravém chodbovém podlaží jsou pak byty velikostní kategorie I., II. a IV. (obr. 16). Tab. 4 uvádí k příslušné velikostní kategorii bytu počet ložnic, obytnou a užitnou plochu.
Tab. 4 Plošné parametry bytů L-N (první aplikace)
| Velikost kategorie | Počet ložnic | Užitná plocha (m2) | Obytná plocha (m2) |
| I. | – | 28,54 | 18,37 |
| II. | – | 41,60 | 23,45 |
| III. | 2 | 64,64 | 48,06 |
Obr. 12 Příklad první aplikace. Dispoziční řešení – typické podlaží sekce S 2a
Obr. 13 Příklad první aplikace. Dispoziční řešení – čtvrté chodbové podlaží sekce S 2a
Obr. 14 Příklad první aplikace. Dispoziční řešení – sedmé chodbové podlaží sekce S 2a
Obr. 15 Příklad první aplikace. Dispoziční řešení – typické podlaží sekce S 6
Obr. 16 Příklad první aplikace. Dispoziční řešení – chodbové podlaží sekce S 6
Ve druhé aplikaci soustavy L-N byl sortiment velikostních kategorií bytů rozšířen o VI. velikostní kategorii.
U bytů určených pro tři a více osob bylo z obývacího pokoje vyloučeno spaní.
Při realizaci první aplikace byla používána bytová jádra typu B 6, druhá aplikace pak byla vybavena převážně bytovými jádry typu B 7 později i B 9 (obr. 17 až 19).
Obr. 17 Bytové jádro B 6-180-01, standard A
Obr. 18 Bytové jádro B 7-180-01, standard A
Obr. 19 Bytové jádro B 9, standard A, B, s kuchyňskou sestavou
2.3.2 Domovní vybavení
Domovní vybavení bytových domů je specifikováno v ČSN 73 4301 čl. 75 takto:
Bytové domy
a) musí mít:
aa) listovní schránky,
ab) prostor pro ukládání dětských kočárků,
ac) prostor pro ukládání jízdních kol a mopedů
ad) prostor pro prádelnu, sušárnu, popř. žehlírnu,
ae) komory pro skladování předmětů, popř. potravin,
af) prostory a zařízení pro vytápění v domech s ústředním vytápěním podle druhu vytápění a druhu použitého paliva,
ag) prostory pro palivo v domech s lokálním vytápěním,
ah) zařízení pro hygienicky a požárně nezávadné odstraňování a souvisící ukládání odpadků,
ai) ocelovou rohožku a škrabák na boty.
Tyto požadavky většina domů realizovaných v panelové soustavě L-N splňuje.
2.4 ARCHITEKTONICKÉ ŘEŠENÍ OBJEKTŮ
2.4.1 První aplikace soustavy Larsen-Nielsen
Bytové domy stavební soustavy L-N byly navrženy pro výšku zástavby 4 až 12 podlaží. Realizovaly se převážně řadové domy. Dilatační celek tvořily až tři sekce. Obvodový plášť byl z celostěnových vrstvených panelů dodávaných s konečnou povrchovou úpravou. Jednotvárnost fasády nepatrně ovlivňovaly převážně předsazené lodžie (obr. 21 až 26) a řešení vstupů.
2.4.2 Druhá aplikace soustavy Larsen-Nielsen
Výška zástavby při realizaci druhé aplikace soustavy L-N zůstává stejná, 4 až 12 podlaží, ale je výrazněji závislá na typu použité sekce. Pro zástavbu do 4 podlaží byla především určena řadová sekce D 4, kterou bylo možno doplnit sekcemi rohovými R 4L případně R 4P (rohová sekce levá, případně rohová sekce pravá). Pro výšku zástavby do osmi podlaží byly určeny řadová a solitérní sekce s označením D 8 a V 8 a pro výšku zástavby do 12 podlaží řadová a solitérní sekce D 12 a V 12. Z použití jednotlivých sekcí se pak odvíjel tvar fasády (obr. 24 a 25).
Oproti prvnímu realizačnímu záběru získává fasáda plastický vzhled, což potlačuje strohost architektonického výrazu domů z první aplikace. Určitým přínosem pro detail obvodového pláště je zavedení diferencované struktury povrchu panelů, které spočívalo ve vytvoření vodorovných pásů z hladkého betonu. Ty zvýrazňují členění na jednotlivá podlaží. Zvětšení tloušťky tepelné izolace na 80 mm polystyrénu sice neovlivňuje architektonický výraz, ale je nesporně přínosem pro snížení energetické náročnosti domů postavených v rámci druhé aplikace. Předsazené lodžie z první aplikace jsou u druhé aplikace nahrazeny lodžiemi zapuštěnými.
Obr. 20 Příklad první aplikace. Ukázkový řez sekce S 2a
Obr. 21 Příklad první aplikace. Západní a východní pohled
Obr. 22 Příklad první aplikace sekce S 2a, pohled
Obr. 23 Příklad první aplikace sekce S 6, pohledy
Obr. 24 Sekce D 8 (druhá aplikace) v Praze 4 Hodkovičkách
Obr. 25 Příklad druhé aplikace sekce D 8.
3 KONSTRUKČNĚ SKLADEBNÉ ŘEŠENÍ
3.1 ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA NOSNÉHO SYSTÉMU
Konstrukční soustava Larsen-Nielsen
Označení variant:
- První aplikace L-N;
- Druhá aplikace L-N;
Výška zástavby 4 až 12 nadzemních podlaží
Realizace objektů s částečně zapuštěným suterénem. Strojovna výtahu je na střeše, výtahová šachta je umístěna uvnitř objektu.
Nosný konstrukční systém sestává z příčných a podélných stěn propojených stropní deskou, u které se předpokládá, že je nekonečně tuhá ve vlastní rovině. Stěny i stropní desky jsou sestaveny z betonových prefabrikátů. Zmonolitnění prefabrikované konstrukce je dosahováno stykovou maltou, osazením zálivkové výztuže a propojením ok vyčnívajících z prefabrikátů.
Realizace
Realizace stavební soustavy L-N se nacházejí v Praze: např. Bohnice, Jižní Město, Hodkovičky, Modřany – Komořany.
3.2 SKLADBA NOSNÉ KONSTRUKCE
Konstrukční soustava L-N je řešena jako uzavřená, to znamená s pevně stanoveným sortimentem dílců, ze kterého lze sestavit pouze určité sekce. Pro čtyři sekce první aplikace bylo třeba vyrábět 355 druhů dílců. Z tab. 5 je zřejmý počet druhů v jednotlivých skupinách dílců a jejich písmenné značení.
Tab. 5 Skupiny druhů dílců
| Skupina dílců | Písmenné značení | Počet druhů |
| Stěnové příčné | W | 102 |
| Stěnové dilatační | W | 19 |
| Stěnové podélné | W | 31 |
| Štítové | N | 33 |
| Fasádní | M | 23 |
| Stropní | S | 43 |
| Lodžiové | Z | 3 |
| Schodišťové | T | 9 |
| Příčkové | V | 16 |
| Atikové | R | 31 |
| Prvky strojoven výtahu | L | 43 |
| Doplňkové | U | 2 |
| Celkem | 355 |
Sortiment dílců byl však pro tehdejší výrobce s přihlédnutím k hodnocení výsledků výroby, nadměrný. Proto byly hledány cesty k redukci vyráběných druhů dílců a tak vznikly produkční varianty. V podstatě se jedná o redukci současně stavěných sekcí ze čtyř na dvě. Tak například třetí produkční varianta používala pouze sekce S 2a a S 6 a tím se zredukoval počet druhů dílců na 199.
Ukázka skladby nosné konstrukce L-N první aplikace je na obr. 26. Ukazuje skladbu nosné konstrukce a obvodového pláště v typickém podlaží sekce S 2a. Sekce druhé aplikace se odlišovaly od první aplikace plastičností průčelí, což je znázorňeno na obr. 27, který uvádí skladbu typického podlaží sekce D 4 – střední. Na obr. 28 až 31 jsou pak ilustrovány koncové úpravy sekce ve formě štítu či dilatace, a to jak pro levé, tak i pravé ukončení. Na obr. 32 je výpis prvků pro sekci D 4, přičemž písmenné označení je vysvětleno v tab. 5. Dokumentaci skladby sekce R 4 a příslušných variant ukončení sekce včetně výpisů prvků lze nalézt na obr. 33 až 38. Další podrobně dokumentovanou sekcí druhé aplikace je sekce D 8. Na obr. 39 až 44 je uvedena skladba typického podlaží střední řadové sekce, její koncové úpravy a celkový výpis prvků. Na závěr tohoto odstavce je dokumentována skladba typického podlaží sekce V 8, V 12 na obr. 45 a výpis prvků na obr. 46.
Obr. 26 Příklad první aplikace. Skladba typického podlaží sekce S 2a
Obr. 27 Příklad druhé aplikace. Skladba typického podlaží, sekce D 4 střední
Obr. 28 Příklad druhé aplikace. Skladba typického podlaží, sekce D 4 koncová pravá
Obr. 29 Příklad druhé aplikace, Skladba typického podlaží, sekce D 4 koncová levá
Obr. 30 Příklad druhé aplikace. Skladba typického podlaží, sekce D 4 dilatační levá
Obr. 31 Příklad druhé aplikace. Skladba typického podlaží, sekce D 4 dilatační pravá
Obr. 32 Příklad druhé aplikace. Celkový výpis prvků sekce D 4
Obr. 33 Příklad druhé aplikace. Skladba typického podlaží, sekce R 4 rohová pravá
Obr. 34 Příklad druhé aplikace. Dilatační navázání mezi sekcemi, sekce R 4 rohová pravá
Obr. 35 Příklad druhé aplikace. Celkový výpis prvků, sekce R 4 pravá
Obr. 36 Příklad druhé aplikace. Skladba typického podlaží, sekce R 4 rohová levá
Obr. 37 Příklad druhé aplikace. Dilatační navázání mezi sekcí D 4 a R 4, sekce R 4 levá
Obr. 38 Příklad druhé aplikace. Celkový výpis prvků, sekce R 4 levá
Obr. 39 Příklad druhé aplikace. Skladba typického podlaží, sekce D 8 střední řadová
Obr. 40 Příklad druhé aplikace. Skladba typického podlaží, sekce D 8 koncová levá
Obr. 41 Příklad druhé aplikace. Skladba typického podlaží, sekce D 8 koncová pravá
Obr. 42 a 43 Příklad druhé aplikace. Skladba typického podlaží, sekce D 8 dilatační levá a pravá
Obr. 44 Příklad druhé aplikace. Celkový výpis prvků, sekce D 8
Obr. 45 Příklad druhé aplikace. Skladba typického podlaží, sekce V 8, V 12
Obr. 46 Příklad druhé aplikace. Celkový výpis prvků, sekce V 8, V 12
3.3 ZPŮSOBY ZALOŽENÍ PANELOVÉ SOUSTAVY L-N
Zakládání panelových objektů bylo řešeno individuálně. V technické zprávě k typovému podkladu stavební soustavy L-N se uvádí, že systém příčných a podélných stěn lze hospodárně zakládat:
- ve většině případů na plošných základech;
- v ostatních případech na pilotových základech, to je tam, kde únosné vrstvy jsou ve větších hloubkách anebo technologie provádění plošných základů je z jakýchkoliv důvodů nevhodná nebo nepřijatelná.
Požadovalo se, aby konkrétní objekt byl posouzen z hlediska zakládání i z hlediska statiky podle „Směrnic pro zakládání panelových obytných budov“. Obdobná informace je obsažena i v „Pokynech pro projektanty“, které vypracoval zhotovitel typového podkladu L-N, tj. Výzkumný a vývojový ústav Stavebních závodů Praha.
Při studiu dokumentace konkrétních objektů bylo zjištěno, že volba způsobu založení byla prováděna podle výsledků hydrogeologického průzkumu. Objekty byly zakládány na železobetonových pasech uložených buďto na zhutněných štěrkopískových polštářích nebo podkladním betonu. Pokud se použilo hlubinné založení objektu, jednalo se o vrtané piloty ϕ 820 až 1 020 mm. Délky pilot se pohybují v závislosti na geologickém profilu staveniště mezi 6 až 10 m. Piloty jsou z betonu třídy III.
Velmi častým případem je relativně vysoká hladina spodní vody, často agresivní. Ve většině případů je navržen drenážní systém a ochrana pilot PE fóliemi. Při konkrétních realizacích však nelze vyloučit použití jiných systémů založení, jako jsou velkoprůměrové piloty VÚIS či bezroštový systém zakládání.
3.4 NOSNÉ DÍLCE
3.4.1 Stěnové panely
Tloušťka nosných stěnových panelů je 150 mm. Nosné stěnové panely vnitřní byly rozděleny na tři podskupiny, dle svého umístění v konstrukci objektu:
a) stěnové panely příčné, vnitřní – výrobní výška 2 606 mm
b) stěnové panely příčné, dilatační – výrobní výška 2 606 + 164 mm
c) stěnové panely podélné, ztužující – výrobní výška 2 606 mm
Stěnové panely byly opatřeny fixačními a montážními šrouby v hlavě, úložnými deskami v patě a upevňovacími otvory pro montáž v ploše panelu. Boky panelů byly opatřeny lichoběžníkovou drážkou, po výšce tvarovanou tak, že po zabetonování styku vytvářela betonové hmoždinky. Panely navzájem kolmé byly tvarovány tak, aby tato profilovaná styčná spára vznikla, i když jeden panel zasahoval do plochy panelu druhého. Tato úprava podstatně zvyšovala druhovost panelů.
Dveřní otvory byly navrženy s úpravou ostění pro šroubovanou dveřní zárubeň. Panely příčných stěn přiléhající k průčelí byly o 100 mm delší než modulová osnova, pro zavěšení fasádních panelů. Výztuž panelů byla ze svařovaných „žebříčků“, které se ve výrobně kompletovaly mimo formu a ukládaly při výrobě jako jeden celek, nebylo-li určeno v technologickém normálu panelárny jinak. Průchozí a dveřní otvory bylo možné umístit u jednotlivých dílců po celé ploše, při respektování min. okrajových sloupků z hlediska únosnosti.
Z hlediska únosnosti byly stěnové panely děleny na dílce z prostého betonu (resp. Dílce málo vyztužené) a na dílce železobetonové. Příklady tvarů a výkresů výztuže stěnových panelů pro druhou aplikaci uvádí obr. 47 až 53.
Obr. 47 Stěnový panel podélný, W 237A – NZD 237/401, výkres tvaru
Obr. 48 Stěnový panel podélný, W 237 A – NZD 237/401, výkres výstuže
Obr. 49 Stěnový panel podélný, W 237 A – NZD 237/401, výkres výstuže – pokračování
Obr. 50 Stěnový panel příčný, W 365 A – NZD 237/401, výpis výstuže
Obr. 51 Stěnový panel příčný, W 365 A – NZD 237/401, výkres tvaru
Obr. 52 Stěnový panel příčný, W 365 A – NZD 237/401, výkres výstuže
Obr. 53 Stěnový panel příčný, W 365 A – NZD 237/401, výpis výstuže
3.4.2 Stropní panely
Stropní panely byly řešeny pro modulové rozpony 2,40; 3,60 a 4,80 m (první aplikace) a pro modulové rozpony 2,70; 3,60 a 4,50 m (druhá aplikace) v modulových šířkách 1,20; 1,80 a 2,40 m. Výrobní tloušťka stropních panelů byla 160 mm. Panely byly plné, nevylehčené, vyztužené svařovanou sítí, která byla osazena nosnými pruty v čelech panelů v úložných konzolách – kuželkách. Panely byly navrženy a i z hlediska přetvoření posuzovány jako prosté nosníky.
Základní modulové šířky byly doplněny ve druhé aplikaci pomocnými šířkami 930, 1 140, 1 260, 1 280, 1 740, 2 340 a 3 720 mm. Tyto panely se umísťovaly podél podélných stěn objektu, do modulové vzdálenosti. Zasahovaly pak nad podélné stěny pouze 13,5 mm a umožňovaly provedení zálivek a výztuže nad stěnovými panely.
Stropní panely u fasádních panelů byly opatřeny šroubovými pouzdry pro upevnění fasádních, respektive atikových panelů pomocí příložek z nerez oceli a pro upevnění montážní ochrany. V čelech byly tyto panely opatřeny vyčnívajícími oky, která se při montáži navlékala na fixační šrouby stěnových panelů. Toto spojení vytvářelo u obvodů podélné „kleštiny“ v každém podlaží a propojovalo štítové rohové panely s vnitřní konstrukcí, mimo vlastní zálivkovou výztuž. V některých panelech byly zabudovány elektroinstalační stropní vývodky a polypropylenové trubky pro rozvod elektroinstalace. Příklady tvaru a výkresů výztuže uvádí obr. 54 až 60.
Obr. 54 Stropní panel, S 105 – PZD 105/401, výkres tvaru
Obr. 55 Stropní panel, S 105 – PZD 105/401, výkres výstuže
Obr. 56 Stropní panel , S 105 – PZD 105/401, výpis výstuže
Obr. 57 Stropní panel instalační, S 255 B – PZD 255/401, výkres tvaru
Obr. 58 Stropní panel instalační, S 255 B – PZD 255/401, výkres výstuže
Obr. 59 Stropní panel instalační, S 255 B – PZD 255/401, výpis výstuže
Obr. 60 Stropní panel instalační pro bytové jádro, S 645 – PZD 645/401, výkres tvaru
3.4.3 Lodžiové stropní panely
Lodžiové stropní panely byly určené výhradně pro lodžie, předsazené a zapuštěné. Byly řešeny v základních modulových délkách jako prosté nosníky, vyztužené svařovanou sítí. Uloženy byly vždy na dvou konzolách v každém čele. Tloušťka panelů je 190 mm s obvodovým požlábkem a s provedeným spádem od budovy. Povrchová horní úprava byla konečná. Panely byly opatřeny vývodem vody, chrličem a ocelovou deskou pro upevnění zábradlí.
Panely byly v konstrukčních detailech řešeny zvlášť pro lodžie zapuštěné a předsazené. Nebyla možná záměna a kombinace těchto panelů ani v délce, ani v šířce. Každé odlišné řešení lodžie proti typovým podkladům vyžadovalo nový lodžiový panel, který by respektoval řešení styků všech panelů. Příklad tvaru a výkresu výztuže uvádí obr. 61 až 64.
Obr. 61 Stropní panel lodžiový, Z 386 – PZD 386/401, výkres tvaru
Obr. 62 Stropní panel lodžiový, Z 386 – PZD 386/401, výkres výstuže
Obr. 63 Stropní panel lodžiový, Z 386 – PZD 386/401, výkres výstuže – pokračování
Obr. 64 Stropní panel lodžiový, Z 386 – PZD 386/401, výpis výstuže
3.4.4 Dílce obvodového pláště
3.4.4.1 Nosné štítové panely
Nosné štítové panely byly řešeny obdobně jako nosné vnitřní příčné panely doplněné o obklad tepelnou izolací – polystyrénem tl. 50 mm (první aplikace) a později tl. 80 mm (druhá aplikace) chráněným vnější betonovou vrstvou tl. 60 mm. Pro první aplikaci pak byla celková tloušťka štítových panelů 240 mm a pro druhou aplikaci 290 mm. Výška panelů byla přizpůsobena konstrukční výšce soustavy, tj. 2,80 m. V hlavě nosné vrstvy byly panely opatřeny fixačními a montážními šrouby. V patě měly úložné desky, kterými byly výškově osazovány.
Výztuž vnitřní nosné vrstvy byla obdobná jako u nosných stěn ze svařovaných žebříčků. Spojení vnitřní a vnější vrstvy bylo provedeno spojkami z nerez oceli. Výztuž vnější desky byla ze svařovaných sítí. Příklady řešení štítových panelů uvádí obr. 65 až 69.
Obr. 65 Štítový panel N 589A – NKD 589/401, výkres tvaru
Obr. 66 Štítový panel N 589A – NKD 589/401, výkres tvaru, pokračování
Obr. 67 Štítový panel N 589A – NKD 589/401, výkres výztuže
Obr. 68 Štítový panel N 589A – NKD 589/401, výkres výztuže, pokračování
Obr. 69 Štítový panel N 589A – NKD 589/401, výpis výztuže
3.4.4.2 Fasádní panely
Fasádní panely byly navrženy jako celostěnové dílce. Tloušťka vnitřní betonové vrstvy byla 100 mm, vnější ochranná vrstva měla tloušťku 60 mm. Tloušťka tepelné izolace byla opět u obou aplikací odlišná. V první aplikaci byla pouze 50 mm, takže celková tloušťka panelu byla 210 mm. Ve druhé aplikaci byla tloušťka zvětšena na 80 mm; a z toho plyne, že celková tloušťka panelu byla 240 mm.
Délkové moduly panelů odpovídaly modulům jednotlivých aplikací tj. první aplikace 2,4 m; 3,6 m a 4,8 m a druhá aplikace 2,7 m; 3,6 m a 4,5 m. Fasádní panely byly dodávány s osazenými okny a dveřmi a s vnějším oplechováním.
V hlavě panelu byly zabetonovány fixační a montážní šrouby, v patě fixační vložky. Výztuž panelů byla ze svařovaných žebříčků, doplněných svařovanou sítí s volnými pruty. Spojení vnitřní a vnější vrstvy bylo provedeno spojkami z nerez. oceli. Výztuž vnější desky byla ze svařovaných sítí. Příklad řešení fasádního panelu uvádí obr. 70 až 77.
Obr. 70 Fasádní panel M 480 – NKV 480/401, výkres tvaru
Obr. 71 Fasádní panel M 480 – NKV 480/401, výkres tvaru, pokračování
Obr. 72 Fasádní panel M 480 – NKV 480/401, výkres tvaru pokračování
Obr. 73 Fasádní panel M 480 – NKV 480/401, výkres výztuže
Obr. 74 Fasádní panel M 480 – NKV 480/401, výkres výztuže, pokračování
Obr. 75 Fasádní panel M 480 – NKV 480/401, výkres výztuže, pokračování
Obr. 76 Fasádní panel M 480 – NKV 480/401, výkres tvaru pokračování
Obr. 77 Fasádní panel M 480 – NKV 480/401, výpis výztuže
3.4.4.3 Atikové dílce
Byly řešeny jako deskové dílce, v tloušťce 100 mm. a byly rozděleny na podskupiny atik průčelních a atik štítových. Dílce byly vyztuženy sítěmi a vystrojeny kováním pro kotvení k budově. Příklad atikového dílce uvádí obr. 78 až 81.
Obr. 78 Atikový panel štítový R 829 – NBV 829/401, výkres tvaru
Obr. 79 Atikový panel štítový R 829 – NBV 829/401, výkres tvaru, pokračování
Obr. 80 Atikový panel štítový R 829 – NBV 829/401, výkres výstuže
Obr. 81 Atikový panel štítový R 829 – NBV 829/401, výpis výstuže
3.4.5 Schodiště
Schodiště bylo řešeno jako dvouramenné. Vlastní ramena, patrové a mezipatrové podesty byly navrženy jako prosté nosníky. Mezipatrové podesty jsou uloženy na čtyřech betonových konzolách ve stěně. Rozměry schodišťových dílců odpovídaly příslušné aplikaci soustavy. V první aplikaci soustavy bylo schodiště navrženo v modulovém poli 2,4 m. Šířka schodišťových ramen pak byla 1 100 mm. Ve druhé aplikaci soustavy se změnil modul na 2,7 m a šířka schodišťových ramen na 1 250 mm.
Pro každou aplikaci byla řešena celková vazba všech dílců samostatně a byla pro každou aplikaci zcela závazná a neměnná. Příklad tvaru a výkresu výztuže schodišťového panelu uvádí obr. 82 až 84.
Obr. 82 Schodišťový panel štítový T 225 – DZH 225/401, výkres tvaru
Obr. 83 Schodišťový panel T 225 – PZD 225/401, výkres výztuže
Obr. 84 Schodišťový panel T 225 – PZD 225/401, výpis výztuže
3.4.6 Příčky
Součástí konstrukční soustavy L-N byly i příčkové dílce. Byly navrženy jako nenosné betonové vložené stěny o tloušťce 65 mm, pro světlou výšku patra. Byly vyztuženy svařovanou sítí a umožňovaly provedení dveřních otvorů. Úpravy pro upevnění příček byly dvojího druhu. Příklad tvaru a výkresu výztuže uvádí obr. 85 až 88.
Obr. 85 Příčkový panel V 605 – NBP 605/401, výkres tvaru
Obr. 86 Příčkový panel V 605 – PZD 605/401, výkres výztuže
Obr. 87 Příčkový panel V 605 – PZD 605/401, výkres výztuže, pokračování
Obr. 88 Příčkový panel V 605 – PZD 605/401, výpis výztuže
3.5 KONSTRUKČNĚ STATICKÉ ŘEŠENÍ
3.5.1 Zásady statického působení stavební soustavy
Soustava příčných a podélných stěn, spojená v každém podlaží ve vlastní rovině nekonečně tuhou vodorovnou deskou, která vznikne po provedení zálivek mezi panely, působí jako prostorová soustava a přetváří se jako celek. Sestava stěnových panelů, jejichž střednice leží v jedné rovině, tvoří vždy stěnu, složenou z pilířů. Pilíř je myšlená část stěny, neoslabená otvorem. Pilíře a stěny jsou vzájemně spojeny vazbami dvojího druhu:
a) vazbami smykovými v místech spojení stěn, kde styk je tvořen zazubenou hmoždinkou po celé výšce panelu (stěny mezi stropy) a převázán stropní konstrukcí;
b) vazbami ohybovými v místech oslabení stěn otvory, čili mezi pilíři jedné stěny; styk je tvořen nadpražími a parapety otvorů.
Při statickém řešení se předpokládá působení spřažené prostorové soustavy tenkostěnných prutů (stěn, pilířů) jako celku na všechny kombinace zatížení.
Zvláštností soustavy L-N byla skutečnost, že podle dostupných pramenů nebyly na rozdíl od jiných panelových konstrukčních systémů nikdy zpřístupněny typové výpočty objektu. Ty sloužily pouze pro ověření vhodnosti konstrukce soustavy. Předpokládalo se, že každý objekt bude proveden komplexně pro statický výpočet respektující lokální podmínky zatížení a zejména vliv založení objektu. Počátky realizace první aplikace spadají již do období existence „Směrnice pro navrhování nosné konstrukce panelových budov“ – Díl 1, VÚPS Praha 1971. Návrh druhé aplikace L-N spadá již do období platnosti Změny a – 3/1947 této Směrnice. Tedy v podstatě se jedná o období, kdy již byly k dispozici zásadní informace a postupy pro navrhování nosné konstrukce panelových domů.
3.5.2 Vodorovné ztužení
Vodorovné ztužení panelové soustavy mají zabezpečit stropní tabule. K dosažení předpokladu tuhosti stropní desky ve vlastní rovině je třeba nejenom vhodný návrh profilování čel a boků stropních panelů, dokonalé provedení a zhutnění zálivek, ale také vzájemné spojení jednotlivých prvků montované konstrukce. Požadavky, které má výztuž splnit uvádí v současnosti platná ČSN 73 1211 v čl. 7.1.2.
Pro druhou aplikaci L-N byly stanoveny tyto zásady pro zálivkovou výztuž mezi stropními panely: Podle čl. 4.7 „Směrnic pro navrhování nosné konstrukce panelových budov“ musí být navržená výztuž v nosném směru stropních panelů schopná převzít mezní tahovou sílu.
QME = 15 · m-1 šířky stropu (kNm-1).
Takže pro různé šířky sousedních stropních panelů Š1 a Š2 vycházejí hodnoty podle tab. 6.
Tab. 6 Zálivková výztuž mezi stropními panely
| Š1 (m) | Š2 (m) | Š\frac{Š_1 + Š_2}{2} (m) | QME (kN) | |
| A | 1,20 | 1,80 | 1,50 | 1 ϕ J 10 |
| B | 1,20 | 2,40 | 1,80 | 1 ϕ J 12 |
| C | 1,80 | 2,40 | 2,10 | 1 ϕ J 12 |
| D | 2,40 | 2,40 | 2,40 | 1 ϕ J 14 |
Ověření existence této výztuže v konkrétním objektu je obvykle dosti nesnadné. V závažných případech je však třeba k tomu přistoupit. Profilování boků stropních panelů je patrné z obr. 89, profilování čel je znázorněno v řezu 3-3 na obr. 90.
3.5.3 Svislé ztužení
Ztužení panelové soustavy ve svislých rovinách zajišťuje ortogonální systém příčných a podélných stěn. Tuhost a únosnost soustavy je výrazně ovlivňována tuhostí a únosností jednotlivých styků v rovině stěn a styků mezi příčnými a podélnými stěnami. Dokonalé vyplnění stykových prostor zálivkovým betonem spolu s horizontálním převázáním styku stropními panely, zálivkou a věncovou výztuží je nezbytným předpokladem pro předpokládané zajištění tuhosti.
Při návrhu zálivkové výztuže nad stěnovými panely se v soustavě L-N postupovalo takto:
Podle článku č. 4.6 „Směrnic pro navrhování nosné konstrukce panelových budov“ musí být ve styku každé nosné stěny umístěna vodorovná výztuž, schopná převzít mezní tahovou sílu QSM = 15 · L (kN)
Kde „L“ je vzdálenost nosných stěn v metrech; to však platí jen tehdy, není-li výpočtem zjištěna síla větší.
Z podrobných výpočtů nosné soustavy obvykle vyplývaly síly větší a zálivkovou výztuž nad stropními panely tvořily 2 ϕ J12 až 2 ϕ J16. Ověření existence a průřezu této výztuže je nesmírně obtížné a přistupuje se k němu pouze ve výjimečných případech. Řešení křížového styku stěn pro různé případy je zřejmé z obr. 93 a 94, řešení styku stěn ve tvaru „T“ ukazuje obr. 95.
Svislá výztuž procházející po celé výšce styku není ve smyslu „Směrnice“ ani ČSN 73 1211 povinná. Její existence však zjednodušuje výpočet. U soustavy L-N lze předpokládat svislou výztuž, schopnou převzít mezní tahovou sílu rovnou tíze panelu na výšku jednoho podlaží. Vzhledem k tíze panelů se zřejmě jedná o 1 ϕ J14 zakotvenou do nejblíže vyššího podlaží.
3.5.4 Styky nosných dílců soustavy Larsen-Nielsen
Vodorovný styk stěna – strop – stěna
Únosnost vodorovných styků mezi stěnami a stropními panely dosahuje u soustavy L-N minimální teoretické hodnoty 882 kN/m´. V případě potřeby bylo možné v konkrétním případě zvýšit únosnost vnitřního vodorovného styku vložením vodorovné výztuže spojující čela protilehlých stropních panelů.
Svislé styky
Boky stěnových panelů jsou opatřeny drážkou s profilováním. Po zaplnění prostoru styku stykovým betonem vznikají betonové hmoždinky. Spojení stykovaných stěn výztuží bylo provedeno pouze v úrovni stropu. Únosnost svislého styku na jedno podlaží se skládá ze smykové únosnosti hmoždinek a převazujícího věnce, přičemž únosnost věnce je ovlivněna průřezem věncové výztuže.
Ostatní styky
Styky prvků vnitřní konstrukce, vnitřní konstrukce s prvky obvodového pláště jsou podrobně znázorněny na obr. 89 až 105.
Obr. 89
Obr. 90
Obr. 91
Obr. 92
Obr. 93
Obr. 94
Obr. 95
Obr. 96
Obr. 97
Obr. 98
Obr. 99
Obr. 100
Obr. 101
Obr. 102
Obr. 103
Obr. 104
Obr. 105
4 CHARAKTERISTICKÉ VADY PROJEKTOVÉ DOKUMENTACE A MONTÁŽE NOSNÝCH KONSTRUKCÍ
4.1 VŠEOBECNÉ
Za vady konstrukce ve smyslu ČSN 73 0038 „Navrhování a posuzování stavebních konstrukcí při přestavbách“ je třeba považovat nedostatky konstrukce způsobené chybným návrhem nebo provedením. Některé vady konstrukce následně způsobují její poruchy. Porucha konstrukce je změna konstrukce proti původnímu stavu, která je vyvolána zatěžujícími účinky a vlivy ve stádiu realizace a užívání, a která zhoršuje jejich spolehlivost. V této souvislosti připomeňme ještě jak norma ČSN 73 0038 definuje nosnou způsobilost:
Nosná způsobilost je schopnost konstrukce plnit požadované nosné funkce z hlediska mezních stavů únosnosti a použitelnosti při působení statických a dynamických zatížení.
Vývojové a projektové práce na první aplikaci systému L-N započaly v době, kterou můžeme nazývat přelomem v chápání statického působení panelových konstrukcí a jejich integrity. Je zřejmé, že ne všechny poznatky se podařilo při návrhu soustavy promítnout do praxe. Ostatně Směrnice VÚPS pro navrhování nosných konstrukcí panelových budov byla vydána jako objektivní pracovní pomůcka až v roce 1971 (díl I).
Negativní vývojový trend společnosti po roce 1970 se projevil také nedostatečnou technologickou kázní při výstavbě panelových budov. Výsledky technických průzkumů panelových domů L-N zcela jasně potvrdily
- neopatrné zacházení s prefabrikáty;
- nezodpovědné zabudování poškozených dílců, které měly být vyřazeny;
- nedbalou montáž prefabrikátů;
- nedokonalé probetonování styků;
- nedbalé provedení hydroizolací střech;
- nesprávné provedení hydroizolací ve spodních částech objektů.
Další skupina vad je způsobena použitím nevhodných materiálů, které zhoršují funkční vlastnosti, snižují životnost a opět mohou být příčinou vzniku poruchy. Vady konstrukcí panelových domů mají rozdílnou závažnost. Některé mají spíše význam estetický, další ovlivňují životnost a nároky na údržbu, a až v extrémním případě mohou vést k ohrožení bezpečnosti obyvatel.
4.2 VADY PROJEKTOVÉ DOKUMENTACE Z HLEDISKA MECHANICKÉ ODOLNOSTI A STABILITY
4.2.1 Založení
Založení objektů bylo řešeno individuálně a nelze tedy specifikovat systémově se vyskytující vady základových konstrukcí. Výjimkou je způsob výpočtu vystihující interakci panelové konstrukce se základovými konstrukcemi a podložím, tak jak jej požaduje ČSN 73 1211 Navrhování betonových konstrukcí panelových budov.
4.2.2 Nosné dílce panelové soustavy
Od vývoje první aplikace L-N došlo ke zpřísnění norem pro navrhování betonových konstrukcí, a to i pokud jde o konstrukční ustanovení. Zejména se jedná o zvětšení krycích vrstev betonu a kotevní délky. U některých stěnových prvků s dveřními otvory jsou v projektové dokumentaci uvedené kotevní délky prutů v nadpražích z hlediska požadavků současných předpisů nevyhovující. Nesplněná konstrukční ustanovení nemusí nutně vést k poruchám konstrukčních prvků.
Tuto skutečnost je však třeba respektovat zejména při dodatečném zásahu do nosných konstrukcí, např. přitížení konstrukce nástavbami nebo vlivem záměny materiálů při rekonstrukci bytových jader, vytváření nových prostupů ve stěnách.
Dalším problémem je podcenění napjatosti vznikající v důsledku objemových změn betonu (dotvarování, smršťování, teplotní změny). Problematickou může být i štíhlost stropních panelů při tloušťce 160 mm a rozponu 4 800 mm.
4.3 VÝROBNÍ VADY
Za výrobní vady lze označit nejednotnosti a nerovnosti povrchové úpravy vnější vrstvy obvodových plášťů, které však mají pouze význam estetický. Při průzkumech byly namátkově zjištěny suterénní stěny porušené vlasovými trhlinami. Charakter trhlin prozrazoval, že se jedná o nevhodné ošetřování čerstvého betonu. Občas se objevuje nedokonalé provedení hydroizolací spodní stavby (obr. 106). Při průzkumných pracech nebylo možné ověřit, do jaké míry lze spoléhat na to, že byla při výrobě prvků důsledně dodržována výrobní dokumentace.
Obr. 106 Nedokonalé provedení hydroizolace spodní stavby
4.4 MONTAŽNÍ VADY
Serie fotografií ze sídliště v Modřanech dokazuje neopatrné zacházení s prefabrikáty, jehož důsledkem jsou otlučené hrany, ulámané rohy dílců obvodového pláště, někdy neuměle opravené (obr. 107 a 108), jindy ponechané bez jakékoliv opravy (obr. 109 až 116). Další častou vadou je nedbale provedené vnější těsnění dvoustupňových styků mezi dílci obvodových plášťů (obr. 117 až 119).
Obr. 107 Poškození dílců obvodového pláště neopatrným zacházením s neumělými opravami
Obr. 108 Poškození dílců obvodového pláště neopatrným zacházením s neumělými opravami
Obr. 109 Poškození dílců obvodového pláště neopatrným zacházením bez jakékoliv opravy
Obr. 110-111 Poškození dílců obvodového pláště neopatrným zacházením bez jakékoliv opravy
Obr. 112-113 Poškození dílců obvodového pláště neopatrným zacházením bez jakékoliv opravy
Obr. 114-115 Poškození dílců obvodového pláště neopatrným zacházením bez jakékoliv opravy
Obr. 116 Nedbalé provedení vnějšího těsnění dvoustupňových styků mezi dílci obvodového pláště
Obr. 117 Poškození dílců obvodového pláště neopatrným zacházením bez jakékoliv opravy
Obr. 118-119 Nedbalé provedení vnějšího těsnění dvoustupňových styků mezi dílci obvodového pláště
5 CHARAKTERISTICKÉ PORUCHY NOSNÝCH KONSTRUKCÍ
5.1 VÝSLEDKY STAVEBNĚ – TECHNICKÝCH PRŮZKUMU NOSNÝCH KONSTRUKCÍ
Stavebně technické průzkumy panelových objektů postavených v soustavě Larsen-Nielsen přinesly poznatky o rozsahu vad a poruch vyskytujících se v těchto domech. Přestože styky vnitřní nosné konstrukce byly již koncipovány podle novějších poznatků, objevují se poruchy, které jsou dostatečně známé ze starších typů panelových budov. Poruchy zjištěné při technických průzkumech jsou v podstatě obdobné bez ohledu na to, zda se jedná o první nebo druhou aplikaci soustavy. Mezi charakteristické poruchy můžeme zařadit
- trhliny ve vertikálních stycích vnitřních stěnových panelů;
- trhliny ve stycích vnitřních stěn se stěnami obvodovými;
- obvykle vlasové trhliny ve stycích stropních panelů, které se objevují na podhledu stropu;
- poruchy v křížových stycích stěnových a stropních panelů lodžií.
5.2 PŘEHLED CHARAKTERISTICKÝCH PORUCH NOSNÝCH KONSTRUKCÍ
Název poruchy:
Svislé trhliny ve styčných spárách mezi stěnovými dílci nosných stěn
Řešení styků je popsáno a dokumentováno v kap. 3 této publikace. Řádné vyplnění svislého styku stykovým betonem je nutnou podmínkou pro dosažení předpokládané tuhosti a únosnosti styku avšak nikoliv podmínkou postačující. Další podmínkou je převázání styku výztuží orientovanou ve směru kolmém na rovinu styku. I u dobře provedeného styku je možné očekávat v důsledku objemových změn betonu vznik vlasových trhlin po výšce styku. Trhliny se mohou projevit nejen u stěny opatřené pouze malířským nátěrem, ale též tapetovaných, a to tak, že nezřídka dochází k přetržení tapety.
Pokud šířka trhliny nepřesáhne hodnotu 0,2 mm, není třeba trhlinu považovat za poruchu, která ovlivňuje působení nosné konstrukce. Již při dosažení meze šířky trhlin 0,2 mm se doporučuje chování trhliny sledovat, což lze dosáhnout osazením všeobecně známých sádrových terčů. Pokud však šířka trhliny přesahuje tuto mezní hodnotu, nebo pokud dochází k trhlinám v sádrových terčích, doporučuje se vyžádat si stanovisko odborníka, který musí posoudit konkrétní případ v širších souvislostech. Největší pozornost je třeba věnovat stykům mezi podélnými a příčnými stěnami. U většiny panelových soustav právě tyto styky představují mimořádně citlivé místo konstrukce, nejinak tomu je i u soustavy L-N. Funkce svislých styků ovlivňuje zásadním způsobem nejenom tuhost soustavy, ale též distribuci namáhání po průřezu stěny. U většiny sekcí je podélné ztužení choulostivější na případné nedokonalosti funkce styku.
- Projev poruchy:
- Poruchy se projevují svislými smykovými nebo tahovými trhlinami, popř. ve styčných spárách dílců.
- Vlasové trhlinky (tahové) s nenarušeným obrysem se vyskytují téměř ve všech spárách.
- Větší trhliny o šířce až několika mm vznikají zpravidla v té části stěnové konstrukce, která je spojena s vnějšími stěnami. Projevují se zejména v nejvyšších podlažích a v průběhu několika let se rozšiřují do nižších podlaží. Šířka trhlin se postupně zvětšuje směrem k hornímu okraji budovy.
- Příčiny poruchy:
- Vlasové (tahové) trhlinky svislých styků jsou vyvolány smršťováním stykového betonu a dílců.
- Ve styčných spárách spojujících subtilní pilířky a plné stěnové panely jsou trhlinky ve styku (smykové) zvětšovány vlivem rozdílné dlouhodobé deformace přilehlých částí (dotvarování – dotlačování).
- Trhliny zpravidla smykové rozvíjející se od nejvyššího podlaží jsou způsobeny především cyklicky působícími teplotními a vlhkostními objemovými změnami vnějších stěn a vzájemným spolupůsobením prvků v rámci konstrukčního systému.
- Velikost a výskyt trhlin ovliňuje tvar stykových ploch dílců, kvalita stykového betonu, způsob a množství výztuže styku. Trhliny větších šířek provázené narušováním betonu jsou dokladem, že ve styku bylo dosaženo namáhání, které se blíží meznímu namáhání.
- Tahové trhliny s malým narušením obrysů svědčí o nedostatečném příčném vyztužení styku.
- Důsledky poruchy:
- Vznik trhlin ve stycích podstatně snižuje jejich tuhost a má výrazný vliv na přerozdělení vnitřních sil v prvcích a stycích nosného systému.
- Diagnostika poruchy:
- Vizuální ověření porušení styků vyžaduje odstranění povrchových vrstev stykového betonu a dílců.
- Ověření narušení stykového betonu uloženého mezi čely stěnových dílců, otevření svislé drážky styku s ozuby, popř. použití ultrazvukových přístrojů.
- Sanace poruchy:
- Injektáž stabilizovaných (neaktivních) trhlin velmi tekutým epoxidovým lepidlem.
- Tmelení nestabilizovaných (aktivních) trhlin, vyvolaných např. cyklickými objemovými změnami nízkomodulovým elastomerickým tmelem.
- Reprofilace betonových částí tixotropní reprofilační směsí s kompenzovaným smršťováním, s pevností v tlaku po 28 dnech více než 40 MPa a s přídržností k podkladu vyšší než 2,5 MPa.
- Vyhlazení povrchu dvousložkovou maltou nanášenou stěrkou nebo kovovým hladítkem na dobře očištěný povrch a s dokonalým rozetřením okrajů.
- Dodatečné sepnutí stěnových dílců předpínacími kabely, popř. upravenou betonářskou (kruhovou) výztuží řádně kotvenou na protilehlých čelech stěny a umístěnou v úrovni pat a zhlaví stěnových panelů.
Název poruchy:
Narušení vodorovných styků nosných stěn a stropních dílců
- Projev poruchy:
- Trhliny a narušování betonu ve zhlaví nebo patě stěny, oddělování krycích vrstev betonu, rozvoj trhlin do střední části stěny.
- Trhliny mezi čely stropních panelů a stykovým betonem, narušení stykového betonu.
- Narušení výplně ložných spár.
- Vodorovné trhliny mezi dílci a výplní ložných spár.
- Příčiny poruchy:
- Primární příčinou vzniku těchto trhlin je složitý stav prostorové napjatosti styku, nedostatečné vyztužení dílců, nedodržení předepsané kvality materiálu stěnových dílců.
- Nesprávné uspořádání výztuže spodních a horních okrajů panelů, nedodržení technologie montáže.
- Svislé a šikmé trhliny ve zhlaví a patě stěn svědčí o značné koncentraci tlakových hranových napětí a tahových napětí způsobených zvýšeným dotvarováním betonu styku.
- Vodorovné trhliny v kontaktních plochách mezi výplní ložné spáry a dílci jsou dokladem větších deformací nosného systému účinkem zatížení (rozdílné svislé přetváření stěnových dílců protilehlých stěn, případně jejich rozdílné sedání, vliv seizmických účinků a otřesů).
- Vodorovné trhliny, narušení dílců a styku mohou být způsobeny i nekvalitní montáží v důsledku neuvolnění montážních přípravků.
- Důsledky poruchy:
- Trhliny ve stycích způsobují výrazné snížení únosnosti a tuhosti stěn v oblasti styků, které může mít závažné důsledky zejména vzhledem k tlakovému namáhání nosných stěn (ztráta způsobilosti). Mohou být i příčinou zvýšeného smykového namáhání popř. porušení přilehlých svislých styků mezi stěnovými dílci.
- Diagnostika poruchy:
- Vizuální průzkum porušení styků vyžaduje odstranění povrchových úprav stěn a podlahových vrstev, popř. „obnažení“ průřezu se stykovým betonem mezi čely stropních dílců.
- Pro vyšetření dutin, rozrušení stykového betonu a vodorovných trhlin lze použít přístrojů na bázi ultrazvuku.
- Sanace poruchy:
- Injektáž stabilizovaných (neaktivních) trhlin velmi tekutým epoxidovým lepidlem.
- Tmelení nestabilizovaných (aktivních) trhlin, vyvolaných např. cyklickými objemovými změnami nízkomodulovým elastomerickým tmelem.
- Reprofilace betonových částí tixotropní reprofilační směsí s kompenzovaným smršťováním, s pevností v tlaku po 28 dnech více než 40 MPa a s přídržností k podkladu vyšší než 2,5 MPa.
- Vyhlazení povrchu dvousložkovou maltou nanášenou stěrkou nebo kovovým hladítkem na dobře očištěný povrch a s dokonalým rozetřením okrajů.
- Při nedostatečném uložení stropních dílců ve styku se provede v úrovni zhlaví stěnových dílců osazení válcovaných úhelníků s výztuhami (min 50 x 50 x 7 mm) osazených na vyhlazené kontaktní plochy stěnových dílců a kotvené svorníky. Otvory pro svorníky a kontaktní plochy jsou vyplněné epoxidovou pryskyřicí.
Název poruchy:
Oddělování předsazených obvodových dílců od vnitřní nosné konstrukce ve styku obvodového dílce a vnitřní nosné konstrukce (nosných stěn a stropních panelů)
Při stavebně technických průzkumech domů postavených v soustavě Larsen-Nielsen se velice často vyskytují výrazné trhliny na styku vnitřní nosné konstrukce, tj. vnitřních stěnových panelů a stropních panelů, s dílci celostěnového obvodového pláště. Charakter těchto trhlin dokumentují fotografie na obr. 120 až 125.
Tyto trhliny jsou zřejmě důsledkem objemových změn způsobených cyklickými účinky teplotních rozdílů a změnami vlhkosti. Dalším, patrně podceněným vlivem, jsou účinky smykových sil vlivem spolupůsobení obvodového pláště s vnitřní konstrukcí při působení větru.
- Projev poruchy:
- Vznik zpravidla výrazných svislých trhlin mezi obvodovým dílcem a vnitřními nosnými stěnami (šířky až několika mm), vodorovných trhlin mezi obvodovými dílci a stropní konstrukcí. Trhliny se zpravidla zvětšují směrem k hornímu podlaží a okrajům budovy. Cyklický charakter účinku teploty a vlhkosti přispívá k postupnému rozvoji a šíření trhlin (zvětšování šířky trhlin, drolení stykového betonu, rozvoj do nižších podlaží).
- Trhliny vznikají i mezi jednotlivými dílci obvodového pláště.
- Trhlinami proniká srážková voda, která urychluje korozi výztuže styků, znehodnocuje vnitřní povrchové úpravy a podílí se na tvorbě plísní.
- Příčiny poruchy:
- Poruchy projevující se trhlinami způsobují cyklické teplotní a vlhkostní objemové a tvarové změny obvodového pláště.
- Důsledky poruchy:
- Znehodnocování vnitřních povrchových úprav.
- Zhoršení ostatních stavebně fyzikálních vlastností.
- Diagnostika poruchy:
- Vizuální ověření porušení styků po odstranění povrchových úprav stěn.
- Pro vyšetření dutin, rozrušení stykového betonu a vodorovných trhlin lze použít přístrojů na bázi ultrazvuku.
- Sanace poruchy:
- Tmelení nestabilizovaných (aktivních) trhlin, vyvolaných např. cyklickými objemovými změnami nízkomodulovým elastomerickým tmelem.
- Reprofilace betonových částí tixotropní reprofilační směsi s kompenzovaným smršťováním, s pevností v tlaku po 28 dnech více než 40 MPa a s přídržností k podkladu vyšší než 2,5 MPa.
- Vyhlazení povrchu dvousložkovou maltou nanášenou stěrkou nebo kovovým hladítkem na dobře očištěný povrch a s dokonalým rozetřením okrajů.
- Zabezpečení kotvení obvodových dílců a vnitřní nosné konstrukce. Úprava dodatečně provedeného kotvení, zejména jeho tuhost musí umožnit dilatační pohyby obvodového pláště účinkem změny teploty. Materiál dodatečných kotev (hmoždinky, trny, spojovací a kotevní výztuž) musí být odolný proti korozi.
Název poruchy:
Poruchy těsnění spojů obvodových dílců
- Projev poruchy:
- Nedokonale těsněná spára.
- Zatékání do styků.
- Zvýšení infiltrace.
- Příčiny poruchy:
- Chybějící nebo porušený vnější sanační pás dvoustupňového těsnění, případně ztráta těsnících vlastností způsobená degradačními procesy, nepřípustné montážní odchylky a tolerance, nesprávný návrh profilu.
- Důsledky poruchy:
- Ztráta vodotěsnosti a vzduchotěsnosti.
- Zhoršení tepelně izolačních vlastností styků.
- Kondenzace v oblasti styků, vznik plísní, energetické ztráty.
- Koroze kotevní výztuže pláště k vnitřní konstrukci.
- Diagnostika poruchy:
- Vizuální průzkum, sondy ve styku.
- Sanace poruchy:
- Odstranění stávajících porušených těsnění spár, provedení nového těsnění.
- Případně změna dvoustupňového těsnění na jednostupňové, tj. vyplnění a zatmelení spáry od atiky směrem dolů.
- Přetěsnění spár silikonovými těsnícími pásky při ponechání stávajících těsnících tmelů ve spáře.
Poznámka:
Tato úprava je vhodná pouze v případě vyhovujících profilace hran obvodových panelů a v případě, kdy nebude prováděno zateplení obvodového pláště.
Název poruchy:
Narušení povrchových vrstev lodžiových dílců a betonu styků
- Projev poruchy:
- Povrchový rozpad betonu dílců, obnažování a koroze výztuže, narušování betonu dílců, oslabování betonu dílců, oslabování výztuže.
- Příčiny poruchy:
- Nekvalitní beton, karbonatace, nedostatečné krytí výztuže, zatékání srážkové vody, zvýšený obsah oxidu siřičitého a uhličitého v ovzduší.
- Důsledky poruchy:
- Postupná karbonatace betonu dílců a styků, koroze výztuže dílců a styků, povrchový rozpad betonu dílců i styků, ztráta mechanické odolnosti a únosnosti, ztráta statické bezpečnosti.
- Diagnostika poruchy:
- Stanovení hloubky zkarbonatované vrstvy betonu.
- Stanovení tloušťky krycí vrstvy betonu.
- Stanovení obsahu chloridových iontů.
- Stanovení nasáklosti betonu.
- Stanovení pevnosti v tahu povrchových vrstev betonu.
- Stanovení pevnosti v tlaku betonu.
- Stanovení korozního stavu výztuže.
- Sanace poruchy:
- Povrchy velmi dobré – impregnace a hydrofobizace (silikon, silon, akrylát).
- Povrchy mírně narušené – očištění, penetrace, nátěr ochranným nátěrem.
- Povrchy silně narušené – odstranění veškerého narušeného povrchového materiálu otryskáním, očištění, penetrace, tenkovrstvá omítka z dvousložkové malty a po technologické přestávce ochranný nátěr.
Název poruchy:
Poruchy styků lodžiových panelů
- Projev poruchy:
- Narušení styků stěnových a stropních lodžiových dílců.
- Porušení a rozpad stykového betonu a výplní ložných spár trhlinami.
- Porušení zhlaví stěnových dílců – odlupování hran, vznik svislých tahových trhlin, „vysouvání“ stropních dílců ze styku, postupně se zmenšující uložení stropních dílců.
- Příčiny poruchy:
- Koroze výztuže a betonu dílců a styků.
- Narušení a rozpad betonu dílců a styků.
- Důsledky poruchy:
- Snížení únosnosti a tuhosti styků a stěnových dílců v částech přiléhajících ke stykům, ztráta funkční způsobilosti a statické bezpečnosti.
- Narušení stability lodžiové konstrukce.
- Diagnostika poruchy:
- Vizuální průzkum po odstranění povrchových úprav stěn a styků, odběr a vyšetření vzorků.
- Sanace poruchy:
- Tmelení nestabilizovaných (aktivních) trhlin, vyvolávaných např. cyklickými objemovými změnami nízkomodulovým elastomerickým tmelem.
- Reprofilace betonových částí tixotropní reprofilační směsi s kompenzovaným smršťováním, s pevností v tlaku po 28 dnech více než 40 MPa a s přídržností k podkladu vyšší než 2,5 MPa.
- Vyhlazení povrchu dvousložkovou maltou nanášenou stěrkou nebo kovovým hladítkem na dobře očištěný povrch a s dokonalým rozetřením okrajů.
- Při nedostatečném uložení stropních dílců ve styku se provede v úrovni horního zhlaví stěnových dílců osazení válcovaných úhelníků s výztuhami (min 50 x 50 x 7 mm) osazených na vyhlazené kontaktní plochy stěnových dílců a kotvené svorníky. Otvory pro svorníky a kontaktní plochy jsou vyplněné epoxidovou pryskyřicí.
- Pro zajištění funkce vodorovného styku v nejvíce poškozené oblasti, tj. u vnějšího líce lodžie, jsou v případě dutinových stropních panelů vloženy do krajní dutiny dvě výstužné mřížoviny s podélnou výstuží. Zároveň se do krajní dutiny vloží podélná výstuž stykovaná přesahem a celý prostor dutiny se zabetonuje. Průběžná výstuž v dutině přenáší tahové síly ve vodorovných stycích, podstatně zmenšuje velikost svislých trhlin ve styku a zesiluje stropní dílce v případě snížené únosnosti krajního žebra stropního panelu.
Název poruchy:
Narušení krycích betonových vrstev, koroze výztuže
- Projev poruchy:
- Trhliny a narušení povrchové vrstvy dílce v místě korodující výztuže.
- Rozpad, odpadávání krycí vrstvy.
- Obnažení výztuže, koroze výztuže.
- Barevné skvrny od zplodin koroze.
- Příčiny poruchy:
- Nedostatečná krycí vrstva.
- Nekvalitní beton, karbonatace.
- Vysoká pórozita betonu, nadměrný obsdah chloridů.
- Rozpínavé síly od korozivních produků.
- Důsledky poruchy:
- Urychlení koroze výztuže.
- Pokračující progresivní rozrušování v povrchových vrstvách dílců.
- Postupná ztráta funkční způsobilosti.
- Úplné narušení, ztráta mechanické odolnosti a stability.
- Diagnostika poruchy:
- Vizuální průzkum.
- Zkouška karbonatace, stanovení pH, chemický rozbor.
- Odběr vzorků.
- Sanace poruchy:
- Odstranění veškerého narušeného a zkarbonatovaného betonu (mechanicky, otryskáním, vodním paprskem).
- Obnažením výztuže, odstraněním betonu min. 20 mm pod vnitřní okraj prutu.
- Mechanické očištění výztuže od rzi na bílý kov.
- Ošetření výztuže nátěrem podle příslušných pokynů výrobce.
- Nátěr celé opravované plochy pro vytvoření adhezního můstku.
- Reprofilace betonových částí tixotropní reprofilační směsi s kompenzovaným smršťováním, s pevností v tlaku po 28 dnech více než 40 MPa a s přídržností k podkladu vyšší než 2,5 MPa.
- Vyhlazení povrchu dvousložkovou maltou nanášenou stěrkou nebo kovovým hladítkem na dobře očištěný povrch s dokonalým rozetřením okrajů.
Obr. 120-121 Trhliny ve stycích mezi vnitřní nosnou konstrukcí a obvodovým pláštěm
Obr. 122-123 Trhliny ve stycích mezi vnitřní nosnou konstrukcí a obvodovým pláštěm
Obr. 124-125 Trhliny ve stycích mezi vnitřní nosnou konstrukcí a obvodovým pláštěm
6 POSOUZENÍ PANELOVÉ KONSTRUKCE STAVEBNÍ SOUSTAVY L-N Z HLEDISKA POŽADAVKŮ MECHANICKÉ ODOLNOSTI A STABILITY
6.1 STATICKÉ POSOUZENÍ JEDENÁCTIPODLAŽNÍHO BYTOVÉHO DOMU
Soustava L-N byla realizována v tzv. první aplikaci nejprve v Bohnicích – III. a IV. soubor, dále na Jižním Městě III. a IV. soubor a Na Košíku. Ze čtyř základních navržených sekcí S 2a, S 6, S 7a a S 9a první aplikace byla pro statické posouzení vybrána dvojsekce S 2a ze IV. souboru Jižního Města.
6.1.1 Popis nosné konstrukce
Nosný systém je tvořen příčně uspořádanými stěnami tl. 150 mm v osové vzdálenosti 2,4 a 3,6 m. Prostorovou tuhost v podélném směru zajišťují podélné stěny situované mezi byty a schodišťovým prostorem nebo v bytech v místě dělících stěn, tedy v každém travé příčných stěn. Stěny jsou vzájemně spojeny v každém podlaží stropní konstrukcí. Schéma skladby stěn a stropů jedné sekce je na obr. 126. Konstrukční výška je 2,80 m. Deskový bytový dům panelové soustavy LARSEN-NIELSEN je tvořen třemi sekcemi sestávajícími společně z dvanácti travé a má jedenáct podlaží.
Železobetonové stropní dílce jsou ukládány na příčné stěny v osové vzdálenosti 2,4 a 3,6 m, v místě podélné stěny jsou stropní dílce podepřené i v podélném směru. Skladebná šířka stropních dílců 1,2; 1,8 a 2,4 m, tloušťka dílců 170 mm (výrobní tloušťka 160 mm).
Vnitřní nosné stěny jsou z celostěnových, betonových nebo železobetonových dílců plného průřezu o výrobní tloušťce 150 mm (skladebně 160 mm), skladebné délky 2,25 m až 4,15 m a výšky 2,606 m.
Štítové stěny sestávají z celostěnových sendvičových dílců o celkové tl. 290 mm – vnitřní železobetonová vrstva tl. 150 mm, tepelná izolace z polystyrénu tl. 60 mm a vnější železobetonová vrstva tl. 80 mm.
Styky nosné konstrukce jsou podrobně popsány v kap. 6.1.4 včetně jejich únosnosti.
Základy pod nosnými stěnami jsou tvořeny monolitickými železobetonovými pasy. Alternativně byly objekty zakládány na širokoprofilových betonových pilotách s roštem.
Pro předsazené lodžie byly navrženy kompletizované stropní dílce tl. 190 mm s požlábkem, šířky 1,70 m, ukládané na lodžiové stěnové dílce.
Obvodový plášť je předsazený před stropní konstrukci, sestavený z celostěnových sendvičových dílců (skladba 100 mm vnitřní železobetonová vrstva, 80 mm polystyrén, 60 mm vnější železobetonová krycí vrstva), celkové tloušťky 240 mm, v délkovém modulu 2,4 a 3,6 m.
Dvouramenné schodiště je tvořeno schodišťovými rameny uloženými na ozuby mezipodestových a podestových dílců. Mezipodesty jsou uloženy na železobetonových konzolkách schodišťových stěnových dílců.
Příčky jsou navrženy betonové tl. 65 mm.
Bytová jádra B 10 mají skladebné rozměry 1 850 x 2 600 mm a hmotnost 650 kg.
Podlahy mají tl. 35 mm; a jsou tvořeny betonovou mazaninou tl. 30 mm a povlakem PVC s podložkou.
6.1.2 Únosnost vybraných vnitřních nosných stěnových panelů podle ČSN 73 1201 a ČSN 73 1211
Stěnové panely jsou tloušťky 150 mm a mají skladebnou výšku 2,61 m. Jsou vyrobeny z betonu značky B 250, nosná výztuž z oceli 10 425. Konstrukční, třmínková a příčná výztuž pat panelů je z oceli 10 216. Šroubové závěsy využívané při montáži stěnových dílců jsou z oceli 11 523. Podle únosnosti jsou v typovém podkladu dva druhy panelů: pro horních 9 podlaží a pro spodní podlaží třináctipodlažní zástavby. Pro dveřní otvory v dílcích jsou nadpraží vyztužena při horním a dolním okraji 2 Ø V12 (otvory se světlostí do 900 mm včetně všech v podélných stěnách), resp. 2 Ø V14 (otvory se světlostí nad 900 mm a všechny otvory v příčných stěnách). Paty stěnových panelů jsou vyztuženy žebříčky s podélnou výztuží 2 Ø E8 osově vzdálené hj = 116 mm a příčnou výztuží Ø E6/160 mm. Svislá vzdálenost mezi žebříčky s = 80 mm. Pro stanovení únosnosti byly u panelů použity hodnoty pevnosti betonu uvedené v ČSN 73 0038. Únosnosti dále uvedených stěnových panelů byly vypočteny podle současně platných norem, zejména ČSN 73 1201 a ČSN 73 1211.
Obr. 126 Skladba stěn a stropů levé krajní sekce
- Panel W2201a – stěnový panel příčný plný krajní, únosnější, skladebná délka 4,0 m (umístění v posuzované konstrukci podle obr. 126). Únosnost panelu Nu = 1 100,0 kN/m´;
- Panel W2201d – stěnový panel příčný plný krajní, skladebná délka 4,0 m (umístění v posuzované konstrukci podle obr. 126). Únosnost panelu Nu = 752,0 kN/m´;
- Panel W2202a – stěnový panel příčný plný krajní u schodiště, únosnější, skladebná délka 4,0 m (umístění v posuzované konstrukci podle obr. 126). Únosnost panelu Nu = 752,0 kN/m´;
- Panel W2104a – stěnový panel podélný s dveřním otvorem, skladebná délka 3,45 m (umístění v posuzované konstrukci podle obr. 126). Únosnost panelu Nu = 775,0 kN/m´.
Poznámka:
Únosnost stěnových panelů byla vypočtena pro běžný metr stěny a skutečnou nosnou výztuž z oceli 10 425 (V) umístěnou v jednotlivých panelech.
6.1.3 Únosnost vybraných stropních dílců podle ČSN 73 1201
Stropní železobetonové dílce byly navrženy jako prosté nosníkové desky ukládané na příčné stěny v osové vzdálenosti 2,4 a 3,6 m. Základní modulová šířka 1,2; 1,8 a 2,4 m, skladebná tl. 170 mm.
Vzhledem ke spolupůsobení stropních dílců, které je zajištěno účinným tvarováním podélných bočních ploch dílců a uložením některých stropních dílců na podélné stěny, se podstatně mění ohybové momenty v dílcích. Proto jsou uváděny hodnoty ohybových momentů za obou předpokladů.
Vyztužení stropních dílců bylo navrženo svařovanými sítěmi při spodním povrchu, v podélném směru výztuží 15 Ø J10/dílec šířky 2,4 m a s rozdělovací výztuží Ø E6 po 400 mm (výztuž posuzovaných dílců). Krytí nosné výztuže je 10 mm. Dílce byly vyráběny z betonu B 330. Dílce nejsou dimenzovány na účinky momentů při obousměrném působení stropní konstrukce.
Pro posouzení byly vybrány dva druhy stropních dílců:
a) Stropní dílce zatížené vlastní hmotností, hmotností podlah a užitným zatížením:
- dílec S 6c (viz výkres skladby), výrobní rozměry dílce 160/2 397/3 570 mm;
- výpočtové zatížení stropní konstrukce 7,34 kN/m2;
- maximální ohybový moment 27,3 kNm – za předpokladu, že dílec působí jako nosníková deska;
- maximální ohybový moment 28,5 kNm – za předpokladu, že dílce vzájemně spolupůsobí;
- moment na mezi únosnosti Mu´= 49,0 kNm > 28,5 kNm – dílec vyhovuje;
- dlouhodobý průhyb ytot = 1,1 mm – za předpokladu, že dílec působí jako nosníková deska;
- (stáří panelů v době montáže 1 měsíc, konstrukce v běžném prostředí, ohybová tuhost dílce bez trhlin);
- spolehlivost uložení \frac{1_\text{f}}{y_\text{tot}}=2\space427\gt150 – dílec vyhovuje;
- rovinnost spodního povrchu \frac{1_\text{viz}}{y_\text{tot}}=2\space379\gt200 – dílec vyhovuje;
b) Stropní dílce instalační (s prostupem) zatížené vlastní hmotností, hmotností podlah, užitným zatížením a instalačním jádrem:
- dílec S 602 (viz výkres skladby), výrobní rozměry dílce 160/2 337/3 570 mm;
- výpočtové zatížení stropní konstrukce 7,34 kN/m2; výpočtové zatížení bytovým jádrem 6,0 kN;
- max. ohybový moment 31,8 kNm – za předpokladu, že dílec působí jako nosníková deska;
- max. ohybový moment 20,3 kNm – za předpokladu, že dílce vzájemně spolupůsobí (hodnota ve středu dílce);
- moment na mezi únosnosti Mu´ = 49,0 > 31,8 kNm – dílec vyhovuje;
- dlouhodobý průhyb ytot = 1,45 mm – za předpokladu, že dílec působí jako nosníková deska;
- (stáří panelů v době montáže 1 měsíc, konstrukce v běžném prostředí, ohybová tuhost dílce bez trhlin);
- spolehlivost uložení \frac{1_\text{viz}}{y_\text{tot}}=3\space200\gt150 – dílec vyhovuje;
- rovinnost spodního povrchu \frac{1_\text{viz}}{y_\text{tot}}=3\space136\gt200 – dílec vyhovuje;
Poznámka:
- Pro spolupůsobení dílců je uvažován případ dílců v poli s podélnou stěnou;
- hodnoty momentů platí pro celý dílec;
- údaje jsou pouze orientační a mají poskytnout základní informaci o pravděpodobné únosnosti stropních dílců. Při konkrétním výpočtu je nutné ověřit zatížení, zjistit dimenze a kvalitu výztuže, její polohu a stav (koroze). Zároveň je nutné ověřit tloušťku dílce a kvalitu betonu.
6.1.4 Únosnost a tuhost vybraných styků nosných dílců podle ČSN 73 1211
a) Vodorovný styk stěna – strop – stěna
Zhlaví i pata stěnových panelů mají tloušťku 150 mm, panely jsou vyrobeny z betonu značky B 250. Zhlaví i pata jsou vyztuženy žebříčky s příčnou výztuží Ø E6/160 (10 216). Železobetonové stropní panely z betonu značky B 250, mají svislá čela, pro uložení na stěnu vystupují z čel nálitky tvaru půlkůžele. Napříč stykem probíhá zálivková výztuž mezi boky stropních panelů Ø J12 (viz obr. 127), resp. věncová výztuž 2 Ø J14 podélné stěny. Zálivkový beton styku je B250 stejně jako v ložné spáře pod patou stěnového panelu, která má tloušťku 30 mm. Stropní panely se ukládají na tvrdou dřevovláknitou destičku, spára má šířku 4 mm. Styk je na obr. 128. Vodorovný styk se schodišťovou podestou je na obr. 129.
Mezní únosnost vodorovného styku stěna – strop – stěna Nju je pro průřezy A1, A2, B1 a B2 uvedené na obr. 130 a je převzata z typového podkladu a ověřena kontrolním výpočtem. Rozhodující hodnota v průřezu B2 činí Nju = 811 kN/m‘.
b) Svislý styk v nosné stěně
Svislý styk v příčné i podélné stěně je tvořen čely stěnových panelů s hmoždinkami tvaru rovnoramenného lichoběžníka. V úrovni stropní konstrukce je provedena průběžně věncová zálivka s výztuží 2 Ø J16 u příčné stěny a 2 Ø J14 u podélné stěny. Zálivkový beton styku je B 250. Styk v příčné stěně buď je nebo není převázán stropními panely, v podélné stěně převázán není. Stykem probíhá průběžně svislá výztuž Ø J14. Svislý styk stěnových dílců je uveden na obr. 131.
Mezní únosnost svislého styku ve smyku bez převázání styku stropními panely se zálivkovou výztuží 2 Ø J14 podle současně platných norem je: Qju = 161,9 kN/podlaží.
Mezní únosnost svislého styku ve smyku bez převázání styku stropními panely se zálivkovou výztuží 2 Ø J16 podle současně platných norem je: Qju‘ = 180,9 kN/podlaží.
c) Svislý styk příčné a podélné ztužující stěny
Svislý styk je tvořen hmoždinkami na boku stěnového panelu příčné stěny v místě napojení stěnového panelu podélné stěny, který má čelo s hmoždinkami V úrovni stropní konstrukce je provedena věncová zálivka, která styk převazuje a je vyztužena 2 Ø J14. Zálivkový beton styku je B 250. Styk není převázán stropními panely. Stykem probíhá průběžně svislá výztuž Ø J14.
Jednostranné i oboustranné připojení podélné stěny k příčné je uvedeno na obr. 132 a 133.
Mezní únosnost svislého styku ve smyku bez převázání stropními panely se zálivkovou výztuží 2 Ø J14 podle současně platných norem je: Qju = 161,9 kN/podlaží.
Obr. 127 Zálivková výztuž mezi boky stěnových panelů
Obr. 128 Vodorovný styk „stěna – strop stěna“
Obr. 129 Vodorovný styk „stěna – strop – stěna“ se schodišťovou podestou
Obr. 130 Mezní únosnosti vodorovného styku v jednotlivých řezech A1, A2, B1, B2
Obr. 131 Schéma svislého styku stěnových dílců
Obr. 132 Svislý styk jednostranné připojení podélné stěny na příčnou
Obr. 133 Svislý styk – oboustranné připojení podélné stěny
6.1.5 Numerická analýza a posouzení namáhání nosných dílců a styků
Malorozponová stavební soustava L-N (První aplikace) s rozpony 2,4 m; 3,6 m a 4,2 m se vyznačuje vysokým procentem podílu půdorysné plochy nosných stěn vzhledem k celé ploše objektů, včetně vlivu podélných ztužujících stěn. Dalším charakteristickým znakem této soustavy je skutečnost, že svislý styk v příčné a podélné stěně a také v napojení podélné stěny na příčnou mají stejnou tuhost a mezní únosnost, rozdíl je závislý pouze na Ø věncové výztuže. S cílem ilustrovat statické namáhání nosného systému podle současně platných norem, zvláště ČSN 73 1211 a ČSN 73 1201, byly využity výsledky výpočtu jedenáctipodlažní dvojsekce L-N S 2a. Je to objekt, který má nejvyšší podlažnost, jaká se na 4. souboru Jižního města opakuje jako samostatně stojící dvojsekce. Jednosekce tohoto typu nebyla použita. Výpočet byl uskutečněn ve Stavoprojektu Hradec Králové. Detailní analýza statického namáhání byla provedena lineárním výpočtem.
Poznámka:
Program řeší stěnovou panelovou konstrukci jako prostorovou soustavu stěn, která se pro výpočet idealizuje systémem spřažených tenkostěnných prutových konzol (prutů) otevřeného průřezu. Prutové konzoly jsou mezi sebou ve vodorovném směru navzájem neposuvně spojeny stropními tabulemi. Nadpraží a smykové spoje (svislé spoje mezi stěnovými panely) sousedících prutových konzol jsou ve statickém schématu nahrazeny svislými náhradními spojitými vazbami (kontinuální spojovací prostředí). Spoje mezi panely jsou modelovány jako smykové vazby, které odpovídají svojí tuhostí vodorovným spojům stěnových a stropních panelů a svislým stykům stěnových panelů.
Posuzovaný objekt má 11 podlaží s konstrukční výškou podlaží 2,8 m (celková výška H = 11 x 2,8 = 30,8 m) a tloušťkou stěn 150 mm, situovaných příčně objektem v osových vzdálenostech 2,4 m a 3,6 m. Průběžně oběma sekcemi probíhá zhruba ve středu hloubky objektu podélná nosná stěna, další podélné stěny jsou u výtahové šachty. Rozměrové a materiálové charakteristiky byly převzaty z typového podkladu KS bytových domů L-N První aplikace, který vypracoval Výzkumný a vývojový ústav Stavebních závodů Praha.
Půdorysné schéma nosné konstrukce je znázorněno na obr. 134.
a) Zatěžovací účinky
Do výpočtu jsou zavedeny tyto druhy zatěžovacích stavů
- vlastní hmotnost konstrukcí montážního cyklu;
- vlastní hmotnost dokončujících konstrukcí;
- užití zatížení bytů a schodišť;
- příčný vítr;
- podélný vítr.
Uvažována III. větrová oblast.
Výpočet řeší napjatost nosného systému za předpokladu dokonale tuhého základu a bez účinků nerovnoměrného sednutí.
b) Výsledky výpočtu
Dále jsou uvedeny extrémní hodnoty vnitřních sil od kombinací zatěžovacích stavů pro zatížení svislé (stálé a nahodilé užitné) a vodorovné zatížení větrem ve směru příčném nebo podélném:
- nejvyšších hodnot tlakových normálových napětí bylo dosaženo v patě stěny na úrovni z = 0,
c) Posouzení únosnosti nosných stěnových dílců a jejich styků
Posouzení stěnových dílců
Posouzení styku stěna – strop – stěna
Posouzení svislého styku stěnových dílců
Poznámka:
Pokud by byl do výpočtu zaveden vliv rozdílného sedání výrazně narostou smykové síly ve stycích a nadpražích podélné průběžné stěny.
Obr. 134 Půdorysné schéma nosné konstrukce pro statický výpočet
6.2 SHRNUTÍ VÝSLEDKŮ NUMERICKÉ ANALÝZY, POSOUZENÍ NAMÁHÍNÍ NOSNÝCH DÍLCŮ A STYKŮ A PŘÍPADNÝ NÁVRH OPATŘENÍ PRO ZAJIŠTĚNÍ MECHANICKÉ ODOLNOSTI A STABILITY
a) Posouzení stropních dílců dle ČSN 73 1201 prokázalo, že stropní dílce vyhovují z hlediska mezního stavu únosnosti.
b) Posouzení stěnových dílců podle ČSN 73 1201 prokázalo, že dílce vyhovují z hlediska mezního stavu únosnosti.
c) Posouzení styku „stěna – strop – stěna“ podle ČSN 73 1211 prokázalo, že styky vyhovují z hlediska mezního stavu únosnosti.
d) Posouzení svislého styku stěnových dílců mezi příčnou a podélnou stěnou podle ČSN 73 1211 prokázalo, že styk vyhovuje z hlediska mezního stavu únosnosti.
e) Návrhy opatření pro zajištění mechanické odolnosti a stability jsou obsaženy také v kap. 5.
6.3 ZÁVĚRY K VÝSLEDKŮM POSOUZENÍ STATICKÉ BEZPEČNOSTI PANELOVÝCH DOMŮ LARSEN-NIELSEN A DOPORUČENÍ Z HLEDISKA ŘEŠENÍ REGENERACE
- Provedená statická analýza nosné konstrukce vybraného reprezentanta jedenáctipodlažního bytového domu panelové soustavy L-N prokázala pro případ uvažovaných materiálových a rozměrových charakteristik, že nosná konstrukce vyhovuje požadavkům mezního stavu únosnosti a mezního stavu použitelnosti podle současně platných předpisů.
- Posouzení statické bezpečnosti konkrétních panelových domů realizovaných soustavou L&N vyžaduje provedení podrobného průzkumu a zhodnocení stavebně technického stavu zahrnujícího uspořádáni nosné konstrukce, rozměry, kvalitu materiálů, kvalitu a množství vyztužení nosných dílců a styků, a zejména zhodnocení poruch a vad nosných dílců k jejich styků.
- V případě provádění dodatečných stavebních úprav, popř. zásahů do nosné konstrukce, v jejichž důsledku může dojít k následnému překročení únosnosti nosných dílců (stěnových a stropních) a jejich styků je nutné provést zajištění a sanaci nosné konstrukce, včetně základové konstrukce. Z uvedeného důvodu se doporučuje navrhovat pouze takové stavební úpravy, popř. zásahy do nosné konstrukce, které nebudou vyžadovat zesílení nosného systému.
- Náhrada stávajících bytových jader zděnými bytovými jádry, popř. záměr provést střešní nástavbu vyžadují podrobné statické posouzení stropních i stěnových dílců a jejich styků. Doporučuje se navrhovat modernizace bytových jader s použitím lehkých sádrokartonových příček, popř. příček z lehkých zdících prvků.
- Při průzkumu objektu a hodnocení stavebně technického stavu je nutné věnovat mimořádnou pozornost zejména svislým stykům podélných a příčných nosných stěn, vodorovným stykům stěnových a stropních dílců, stykům a kotvení obvodových dílců a vnitřní nosné konstrukci, celkovému stavu dílců a styků a významným poruchám nosné konstrukce (trhliny ve stycích a dílcích, drcení pat a zhlaví dílců, narušené kotvení, narušení krycích vrstev a korozi nosné výztuže dílců). Zvláštní pozornost vyžaduje prověření stavu kotvení obvodových a lodžiových dílců (průčelní, štítové, atikové), zajištění jejich celistvosti (zejména kotvení vnějších železobetonových moniérek sendvičových obvodových dílců) a dalších úprav zajišťujících mechanickou odolnost a stabilitu obvodových a předsazených dílců, včetně stavu a narušení povrchových a krycích vrstev a koroze výztuže.
7 LITERATURA
[1] Směrnice pro navrhování nosné konstrukce panelových budov, díl 1, včetně Změny a – 3/1977. VÚPS Praha 1971.
[2] Směrnice pro navrhování nosné konstrukce panelových budov, díl 2. VÚPS Praha 1972.
[3] Průzkum a hodnocení stavebně technického stavu panelových domů. ČVUT, Fakulta stavební, Praha 1999-12-16.
[4] Sanace a rekonstrukce nosných konstrukcí panelových domů. ČVUT, Fakulta stavební, Praha 1999.
[5] Charakteristické vady a poruchy panelových domů. ČVUT, Fakulta stavební, Praha 1999.
[6] Typový podklad stavební soustavy Larsen-Nielsen, druhá aplikace (neúplné). Výzkumný a vývojový ústav Stavebních závodů Praha 1980.
[7] Projektová dokumentace konkrétních realizovaných objektů v soustavě Larsen-Nielsen z období 1975 až 1986.