MINISTERSTVO PRŮMYSLU A OBCHODU ČR
SEKCE STAVEBNICTVÍ
Na Františku 32, Praha 1
Program MPO ČR na podporu výzkumu a vývoje
Regenerace panelových domů
Praha 2005
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. Hana Gattermayerová, Stavební fakulta ČVUT; Ing. Tomáš Čejka, Stavební fakulta ČVUT; Ing. Antonín Hruška, CSc., Stavební fakulta ČVUT; Ing. Jiří Karas, CSc., Stavební fakulta ČVUT; Ing. Václav Vimmr, CSc., STÚ-K, a. s., Praha; Ing. Václav Jansta, STÚ-K, a. s., Praha; Ing. Vladimír Viták, STÚ-K, a. s., Praha
Kód publikace: II/10
ISBN tištěné publikace: 80-86769-18-6
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
Stavební soustava BANKS (BA-NKS) je malorozponová nesvařovaná stavební soustava s nosným obvodovým pláštěm s částečným použitím podélných stěn (například ve schodišti). Byla používána na území České republiky od druhé poloviny 70. let. Typové řešení bylo zpracováno v roce 1975 v ŠPTÚ Bratislava (BA-NKS-I/1; BA-NKS-I/2), realizováno v letech 1974–1978. Pro výstavbu v Čechách bylo typové řešení zpracováno v Pozemních stavbách Liberec (BA-NKS-I/1-L), realizace od roku 1978. Výrobu dílců zajišťovaly panelárny v České Lípě a Příšovicích s kapacitou 2 000 bytů ročně. Byla určena pro výstavbu bytových domů v Severočeském kraji.
1 OBJEMOVÉ, DISPOZIČNÍ A ARCHITEKTONICKÉ ŘEŠENÍ
1.1 ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA STAVEBNÍ SOUSTAVY
1.1.1 Objemové a tvarové řešení
Realizovaly se čtyř a osmipodlažní řadové sekce průchozí i neprůchozí s proměnnou hloubkou a dvanáctipodlažní bodový dům.
Řadové sekce měly jen dva byty na schodišti a dvojí řešení komunikační buňky, pro čtyři nebo osm podlaží. Bodový dům měl šest bytů na podlaží a vnitřní schodiště. Hloubka řadových domů je 9,60 až 10,80 m.
Řadové sekce obsahovaly byty II. až VI. kategorie, bodový dům byty I. až III. kategorie.
1.1.2 Popis konstrukce
- Panelový systém s příčnými nosnými stěnami a rozpony 2 400; 3 000 a 4 200 mm.
- Konstrukční výška 2 800 mm.
- Stropní panely železobetonové, plné, tloušťka 150 mm, beton tř. IV.
- Stěnové panely železobetonové, tloušťka 150 mm, beton tř. IV. Zárubně se montují na stavbě.
- Příčky železobetonové, tloušťka 80 mm.
- Výtahové šachty jsou řešeny jako prostorové dílce.
- Obvodový plášť je nosný, celostěnový, železobetonový, v nadzemních podlažích vyhovoval ČSN 73 0540, proto zůstal při tepelně technické revizi počátkem 80. let bez změn.
- Průčelní a štítové panely nadzemních podlaží tloušťka 290 mm (150 mm vnitřní železobetonová vrstva, 80 mm polystyren, 60 mm vnější železobetonová vrstva). Tepelný odpor R = 1,5 m2KW-1.
- Průčelní a štítové panely podzemních podlaží před revizí: tloušťka 240 mm (150 mm železobeton, 40 mm polystyren, 50 mm železobeton). Po revizi: tloušťka 240 mm (150 mm železobeton, 50 mm polystyren, 40 mm železobeton). Tepelný odpor R = 0,98 m2KW-1.
- Lodžiové stěnové panely jsou dřevěné, kompletizované, osazují se do modulu 4 200 mm.
- Vnitřní povrchy v nadzemních podlažích jsou připraveny pod malbu nebo tapetování.
- Vnější povrchy provedeny ve výrobně dílců (nástřiková hmota, vymývané teraco apod.) U suterénních dílců se vnější povrchy (TEX II) provádějí na stavbě.
- Podlahy jsou nulové z izolačního PVC nebo textilních podlahovin.
- Střecha je řešena jako dvouplášťová, ve složení: minerální plsť tloušťka 100 mm, střešní trámky, střešní desky železobetonové, živičná krytina. Při tepelně technické revizi byla počátkem 80. let zvětšena tloušťka tepelné izolace z minerálních vláken na 140 mm. Tepelný odpor R = 2,39 m2KW-1.
- Bytové jádro tvoří silikátová buňka s instalační šachtou B 3, později B 7.
1.1.3 Základní technicko-ekonomické parametry
Celý systém konstrukční soustavy BANKS obsahoval 243 prvků, z toho stropy 29 kusů, stěny 53 kusů, obvodové 67 kusů, příčky 16 kusů, ostatní 78 kusů.
Technicko-hospodářské ukazatele – průměrný byt užitná plocha 61 m2 (byt III. kat v 8. NP domu):
- Počet dílců na byt: 37 kusů;
- Objem dílců (betonu) na byt: 39,51 m3;
- Hmotnost dílců na byt: 84,69 t;
- Spotřeba základních hmot na byt: cement 15,80 t; oceli 1,98 t, polystyren 3,21 m3;
- Základní cena jednoho bytu: 102 240 Kč (stav k roku 1980).
1.1.4 Realizace stavební soustavy v severních Čechách
Výstavba v letech 1976–1985 (příklady – výběr):
- Liberec – sídliště Staré a Nové Pavlovice 1975–1978, Kunratická (1976–1980), Broumovská (1981–1985);
- Česká Lípa (veškerá panelová výstavba od r. 1976);
- Jablonec – Šumava (státní experimentální úkol NKS 1975);
- Děčín – Benešov nad Ploučnicí 1974.
Ojediněle i v jiných lokalitách mimo území Severočeského kraje – např. Praha, sídliště Na Skalce (dva věžáky – 12 podlažní).
1.2 OBJEMOVÉ ŘEŠENÍ
Stavební soustava obsahuje čtyř a osmipodlažní řadové sekce průchozí i neprůchozí s proměnnou hloubkou a dvanáctipodlažní bodový dům. Řadové sekce mají jen dva byty na schodišti a dvojí řešení komunikačního prostoru pro čtyři podlaží bez výtahu a osm podlaží s výtahem. Schodiště je přímo osvětlené. Bodový dům má šest bytů na podlaží a vnitřní schodiště. Hloubka řadových domů je 9,6 až 10,80 m (viz obr. 1–6). Řadové sekce obsahují byty II. až VI. kategorie, bodový dům byty I. až III. kategorie.
Obr. 1 Bodový dvanáctipodlažní dům
Obr. 2 Bodový dvanáctipodlažní dům
Obr. 3 Řadový osmipodlažní dům
Obr. 4 Řadový osmipodlažní dům
Obr. 5, 6 Řadový čtyřpodlažní dům
1.3 DISPOZIČNÍ ŘEŠENÍ
Sekce 425 – čtyřpodlažní obsahuje dva byty na jedno schodiště – byt II. kategorie (41,39 m2 užitné plochy) a byt V. kategorie (78,16 m2 užitné plochy). Identická sekce s osmi podlažími – sekce 824, která má navíc ve schodišťovém modulu výtah, má také dva byty na podlaží. Byt II. kategorie (41,39 m2 užitné plochy) a byt IV. kategorie (70,15 m2 užitné plochy). Tento byt je právě zmenšený o jednu místnost, kde je situován výtah. Schodišťový prostor je přímo osvětlený. Obdobné řešení bytů je uplatněno i v ostatních řadových sekcích.
Dvanáctipodlažní dům je řešen jako bodový se schodištěm, osobním a osobonákladním výtahem uvnitř dispozice. Na podlaží je šest bytů I., II. a III. kategorie. Znázornění skladby bytů v jednotlivých sekcích s uvedením základních informací o kategoriích bytů je uvedeno na obr. 7–12.
Obr. 7 Přehled sekcí
Obr. 8 Uspořádání bytů v sekci 4 25 (čtyřpodlažní) a 8 24 (osmipodlažní)
Obr. 9 Uspořádání bytů v sekci 4 4334 (čtyřpodlažní) a 8 4334 (osmipodlažní)
Obr. 10 Uspořádání bytů v sekci 4 45 (čtyřpodlažní) a 8 44 (osmipodlažní)
Obr. 11 Uspořádání bytů v sekci 8 4545 a 8 45 (osmipodlažní)
Obr. 12 Uspořádání bytů v sekci 12 122233 (bodový dvanáctipodlažní dům)
1.4 ARCHITEKTONICKÉ ŘEŠENÍ
U stavební soustavy BANKS byla uplatněna objemová typizace, která neumožňovala variabilní řešení domů. Členění fasád bylo dáno jednak zapuštěnými lodžiemi, jednak půdorysným odskokem fasády.
Architektonickým prvkem fasád byly dřevěné obklady lodžiových stěn. Hlavní fasády měly povrch z vymývaného kameniva zhotovený již při výrobě dílců. Výplně zábradlí byly z ocelových prutů nebo z drátoskla. Detail fasády s pohledem na dřevěné lodžiové stěny, kompletizovaný povrch obvodových panelů a řešení zábradlí je na obr. 13.
Obr.13 Detail fasády
2 KONSTRUKČNĚ SKLADEBNÉ ŘEŠENÍ
2.1 ZÁKLADNÍ CHARAKTERISTIKA NOSNÉHO SYSTÉMU
Soustava je řešena jako příčný nosný systém s rozpony stěn 2,40; 3,00 a 4,20 m. Tato stavební soustava jako jediná z realizovaných soustav od počátku panelové výstavby až do konce osmdesátých let využívá k podélnému ztužení obvodový plášť, čímž mohou být vyloučeny podélné ztužující stěny. Z dispozičních důvodů jsou nahrazeny nenosnými příčkami. Ve vodorovné rovině je soustava ztužena stropní deskou zmonolitněnou výztuží a zálivkami. Zálivková výztuž je ve stropní konstrukci uložena v podélném směru nad obvodovými stěnami (jinak jen závlače mezi stropními dílci) a příčném směru domu. Krajní příčné nosné stěny (štítové) a dílce obvodového pláště jsou vrstvené, kromě nosné funkce mají ještě funkci tepelně izolační. Konstrukční výška podlaží je 2,80 m.
3.2 SKLADBA NOSNÉ KONSTRUKCE
Konstrukční soustava BANKS byla celomontovaná soustava s objemovým řešením sekcí. Skladby sekcí byly pevně dány rozmístěním jednotlivých prvků (stěnové dílce, stropní dílce, obvodový plášť). Nebyla umožněna variabilita dispozičního řešení, neboť i poloha příček byla jednoznačně dána detaily v profilování stěnových dílců v místech, kde byla příčka osazená. Při určování maximálních rozměrů jednotlivých dílců se vycházelo z montážního váhového limitu 5 tun. Pro jednotlivé sekce byly stanoveny počty dílců, ze kterých byly jednotlivé sekce montovány (tab. 1).
Tab. 1 Počty dílců pro jednotlivé sekce
| PZD | NZD | NXD | NYD | AT | Dopl. | P | Ostatní | SV | Celkem | |
| Řadové sekce | 14 | 24 | 34 | 13 | 22 | 17 | 14 | 17 | 155 | |
| Bodový dům | 19 | 32 | 20 | 12 | 16 | 10 | 8 | 12 | 129 | |
| Celkem | 29 | 53 | 48 | 19 | 31 | 18 | 16 | 17 | 12 | 243 |
PZD – stropní dílce
NZD – stěnové dílce
NXD – obvodové nadzemní dílce
NYD – obvodové suterénní dílce
AT – atikové dílce
Dopl. – doplňkové dílce
P – příčkové dílce
SV – strojovny výtahu
Základní půdorysná modulová síť je určena tak, že vzdálenosti modulových čar ve směru uložení stropních panelů jsou 2 400, 3 000 a 4 200 mm, vzdálenosti modulových čar ve směru skladby příčných stěn jsou 600 mm. Modulová čára prochází osou vnitřní nosné části sendvičového obvodového panelu. Příklady skladebného řešení jsou uvedeny na obr. 14 až 16.
Obr. 14 Výkres skladby konstrukce sekce 8 4334
Obr. 15 Výkres skladby konstrukce bodového domu
Obr. 16 Výkres skladby konstrukce bodového domu
2.3 ZPŮSOBY ZALOŽENÍ DOMŮ PANELOVÉ SOUSTAVY
Základové konstrukce nebyly součástí typového řešení a byly navrhovány individuálně podle místních geologických poměrů. V Severočeském kraji se kromě klasického založení na monolitických pasech uplatnila i technologie zakládání na tenké desce vyztužené v pruzích.
2.3.1 Klasická technologie zakládání
K zakládání byly používány klasické plošné způsoby, tj. založení na monolitických železobetonových pasech. Pasy byly navrhovány klasickým způsobem podle konkrétních základových poměrů.
2.3.2 Zakládání na tenké desce
Zakládání na tenké desce bylo navrženo v roce 1974 v n. p. Pozemní stavby Plzeň. Šlo o desku tloušťky 250 mm. Poprvé v roce 1978 a od roku 1979 v širokém rozsahu použil tuto konstrukci n. p. Pozemní stavby Liberec pro soustavu BANKS a T 06 B-U. Jednalo se vlastně o železobetonové pasy skryté v desce. Do desky tloušťky 300–500 mm byly ukládány pod nosné stěny výztužné rohože, jejichž šířka odpovídala teoretické šířce pasů a pod dveřními otvory byly výztužné koše. Deska byla betonována na podkladní betonovou mazaninu tloušťky 100 mm. Před provedením betonové mazaniny byla do základové pláně zaválcována vrstva 50 mm štěrku nebo byl položen štěrkopískový polštář mocnosti kolem 200 mm. Ležatá kanalizace byla uložena pod štěrkopískovou vrstvu a šachty byly vždy v nevyztužené části desky.
Podnik Pozemní stavby Liberec používal desku tloušťky 300 mm, vyztužoval ji v poměrně širokém pruhu (cca 2,2 m) výztuží 10 335 v množství cca 40 kg oceli/m3 betonu a pod dveřní otvory vkládal výztužné koše.
2.3.2.1 Dimenze desky, zásady vyztužování
Základová deska je shora zatížena liniově stěnami vrchní stavby, zdola spojitým kontaktním napětím. Průběh kontaktního napětí v základové spáře pod panelovou budovou obdélníkového tvaru (s poměrem stran 1 : 2 až 1 : 4) je dán charakterem panelové budovy a základové konstrukce. Panelová budova obsahuje vzájemné velmi tuze spojené, po výšce cca 25 m průběžné, příčné i podélné stěny. Při deskovém založení se z hlediska působení na podloží chová podobně jako nekonečně tuhý vazník. Průběh kontaktního napětí je v daném případě spojitý, uprostřed přibližně rovnoměrný a se špičkami na okrajích.
Protože stěny vrchní stavby jsou vzájemně rozmístěny ve dvou kolmých rovinách a vytvářejí uzavřená obdélníková pole a rozdíly svislých posunutí pat stěn jsou s ohledem na malou tuhost desky zanedbatelné, chová se základová deska jako spojitá v obou směrech. Vznikají v ní proto podporové a mezipodporové momenty; namáhají tahem spodní líc desky, mezipodporové mají zpravidla obrácené znaménko. Oba druhy momentů převyšují ve většině polí v obou směrech mezní moment odpovídající desce z prostého betonu, a proto je deska vždy vyztužena v podporových pruzích při dolním a v některých případech ve střední oblasti polí při horním povrchu viz obr. 17.
Obr. 17 Schéma vyztužení tenké desky
U všech návrhů a realizací tzv. technologie tenké základové desky pod panelovou budovou vedla snaha po snížení pracnosti k vyloučení výztuže při horním povrchu desky a dále snaha po úspoře oceli k omezení výztuže na úzké pruhy pod stěnami na tzv. skryté základové pasy.
Šířka těchto pasů byla určována ze vztahu k teoretické šířce, která byla zpravidla stanovena z podmínky, že při omezení kontaktního napětí výhradně na tuto teoretickou šířku nepřekročí kontaktní napětí výpočtové namáhání podle mezního stavu únosnosti. Moment pro stanovení dimenzí výztuže v tomto skrytém pasu se počítal za předpokladu, že pas působí jako oboustranná konzola s vyložením rovným polovině šířky pasu a zatížená rovnoměrně rozděleným kontaktním napětím. Momenty tím samozřejmě značně klesnou – v nevyztužené oblasti mezi skrytými pasy jsou velmi malé.
Protože ohybový moment v desce v poli je větší než moment únosnosti, je nutno předpokládat, že v poli dojde v průběhu montáže panelové budovy k trhlině. Nutno však zároveň zvážit, že tato první trhlina může vzniknout i z jiného důvodu, např. od smršťování betonu desky.
Projektová řešení u všech dosavadních návrhů a realizací této technologie zakládání s porušením desky v poli počítala, neboť navrhovala výztuž ve skrytých pasech vždy na mezní moment vnitřních sil (podle ČSN 73 1201).
Pokud byla šířka skrytých pasů totožná se šířkou teoretickou, mohly být předpoklady pro výpočet dimenzí výztuže splněny jen tehdy, dosáhlo-li se konstrukční úpravou snížení kontaktního napětí v oblasti mezi skrytými pasy viz obr. 18.
Obr. 18 Předpoklady statického působení tenké desky
2.3.2.2 Úprava základové spáry
Technologické problémy při provádění tenké základové desky lze rozdělit do dvou skupin:
- vlastní úpravy základové spáry klasickým způsobem nebo pomocí geotextilií;
- úpravy při provádění základové desky v zimním období.
Použití geotextilií
Při zakládání v propustném podloží nebylo použití geotextilí nutné a prováděla se klasická úprava ochranné vrstvy zhutněného štěrkopísku tloušťky 200 mm.
V případě nepropustné zeminy v podloží se provedla podsypná vrstva ze štěrkopísku, na ni se rozprostřela geotextilie, vytvořila se vrstva minimálně 100 mm zhutněného štěrkopísku a deska se na ni přímo vybetonovala. Tento postup se aplikoval při použití geotextilií MITOP SI 52/35; 53/36; 70/40 nebo TATRATEX PP 400. V případě zakládání na velmi stačitelném a nehomogenním podloží se doporučovalo použít textilie zn. MITOP vyztuženou vlákny. V těch případech, kdy se očekávaly větší rozdíly sedání, bylo možno pomocí geotextilií vytvořit polštář s použitím minimálně dvouvrstvého systému. Vrstva štěrkopísku, řádně zhutněného, mezi dvěma textiliemi měla být minimálně 150 mm a vrstva štěrkopísku mezi geotextilií a základovou deskou minimálně 100 mm. Takto vytvořený polštář nahrazoval štěrkopískový polštář tloušťky 600–800 mm. Tento postup se doporučoval u soudržných namrzavých zemin s vyšší plasticitou.
Práce v zimním období
Při provádění základové desky v zimním období bylo třeba zabránit promrznutí zemin pod základovou deskou a promrzání kolem obvodu desky. Promrzáním zeminy vzniká:
- zdvih zeminy vlivem zvětšení objemu zmrzlé vody a vznikem ledových čoček;
- tlak vlivem mrazu na základovou desku;
- rozbřednutí zeminy vlivem tání.
Při nebezpečí vzniku promrznutí bylo nutno volit následující postup:
- deska musela být řádně zatížená (nebo nákladnějším způsobem chráněná dvěma textiliemi se střední podsypnou vrstvou 300 mm);
- deska musela být chráněná proti vnějšímu promrznutí, např. zvětšením obvodu desky o 0,6 m u zeminy F1; o 1,2 m u zemin F2 – F3 a o 2,0 m u zemin F4.
2.4 NOSNÉ DÍLCE
2.4.1 Stropní panely
Stropní panely jsou železobetonové z betonu B IV, plné, výrobní tloušťky 150 mm. Rozměry dílců kolmo na nosný směr jsou v násobcích základního modulu 600 mm, maximální rozměr dílce je omezen hmotností prvku do 5 t. Stropní panely mají různě profilovaná čela vzhledem k uložení a umístění dílce a nelze je vzájemně zaměňovat (např. profilování ve směru uložení nad nosnou stěnou, mimo ni, podél prostupů apod.). Po úpravě v roce 1978 bylo profilování upraveno a zjednodušeno oproti stavu z roce 1976 a bylo s následujícím značením:
A – nad nosnou stěnu, tvarováno bočnicí a dnem formy;
A1 – nad nosnou stěnou, tvarováno ve zhlaví formy;
B – kolmo na vnitřní nosnou stěnu, tvarováno bočnicí;
B1 – kolmo na vnitřní nosnou stěnu, tvarováno ve zhlaví formy;
B2 – kolmo na vnitřní nosnou stěnu, tvarováno dnem formy;
C – rovné čelo dílců.
Vzdálenost smyček u profilování A, A1, B je 600 mm, u profilování B1 a B2 střídavě 600 a 1 200 mm. Příklady profilování jsou uvedeny na obr. 19–22. Spojovací smyčky v čelech panelů byly doplněny háky, které sloužily jako montážní a manipulační závěsy. Značení dílců obsahovalo základní identifikační údaje o rozměrech, profilaci bočnic a způsobu uložení. Kódovací systém byl následující:
Stropní panel PZD 5702
PZD – státní značka pro stropní dílec
5 – rozměr dílce kolmo na nosný směr v násobcích základního modulu 600 mm
7 – rozměr dílce v nosném směru v násobcích základního modulu 600 mm
0 – tvarové odlišnosti podle katalogu tvarových podrobností
2 – kódové číslo způsobu uložení (2 … po třech stranách)
Stropní panely byly vyráběny ve svislých bateriích. Příklady tvarů stropních panelů jsou uvedeny na obr. 23 a 24.
Vyztužení stropních panelů bylo pomocí individuálně svařovaných rohoží kladených při spodním povrchu. Nosná výztuž sítí byla Ø J 10 nebo Ø J 12 ve vzdálenostech po 200 mm. Rozdělovací výztuž Ø E 8 byla v osových vzdálenostech po 300 mm. Moment v uložení stropních panelů byl vykrýván příložkami – smyčkami z oceli Ø V 8. Instalační prostupy byly lemovány příložkami Ø E 10 nebo Ø J 12. Manipulační výztuž – háky – byla z oceli EZ Ø 14 nebo Ø 20. Únosnosti vybraných stropních panelů podle typového podkladu jsou uvedeny v tab. 2. Stropní panely jsou na všech uložených stranách podle typového podkladu navrhovány na moment ve vetknutí 3,65 kNm/m.
Tab. 2 Únosnost stropních panelů
| Panel | Mu [kNm] |
| PZD 5702 | 43,04 |
| PZD 4702 | 28,8 |
| PZD 4701 | 56,21 |
| PZD 3702 | 21,6 |
| PZD 7502 | 42,7 |
| PZD 7511 | 51,06 |
| PZD 7512 | 36,97 |
| PZD 8412 | 11,31 |
Obr. 19 Stropní panel, profilování A
Obr. 20 Stropní panel, profilování A
Obr. 21 Stropní panel, profilování B
Obr. 22 Stropní panel, profilování B
Obr. 23 Příklady tvarů stropních panelů
Obr. 24 Příklady tvarů stropních panelů
2.4.2 Stropní panely lodžiové
Zapuštěné lodžie se vyskytovaly pouze v modulu 4 200 mm. Byly pro ně určeny speciální panely s kompletizovaným povrchem. Stropní panely lodžií měly skladebné rozměry 4 200/1 200/200 mm. Vnější hrana byla opatřena okapnicovým žlábkem. Panely obsahovaly čtyři kruhové otvory u vnější hrany pro osazení ocelového zábradlí. Povrch panelu byl opatřen nátěrem. Příklad kompletizovaného stropní panelu je uveden na obr. 25. Únosnost stropního lodžiového panelu je podle typového podkladu Mu = 46,32 kNm.
Obr. 25 Profilace čel a bočnic kompletizovaného lodžiového panelu a jeho tvarové řešení
2.4.3 Stěnové panely
Stěnové panely byly plné, výrobní tloušťky 150 mm a výšky 2 650 mm. Stěnové panely se vyráběly z betonu B IV. Délky stěnových dílců byly v násobcích 600 mm s omezením hmotnosti dílce do 5 t. Stěnové panely byly v ploše plné nebo s otvory pro dveře. Stěnové panely obsahovaly drážky pro napojení příčkových panelů nebo pro kolmé napojení stěn (bodový dům). Stěnové panely obsahovaly při horní hraně stavěcí šrouby, které sloužily zároveň jako montážní a zvedací úchyty.
Značení dílců obsahovalo základní identifikační údaje o rozměrech, profilaci bočnic a tvarových odlišností. Kódovací systém byl následující:
Stěnový panel NZD 5651
NZD – státní značka pro stěnový dílec
5 – délka dílce v násobcích základního modulu 600 mm
6 – kódové číslo profilování levého boku dílce
5 – kódové číslo profilování pravého boku dílce
1 – tvarové odlišnosti (podle katalogu tvarových podrobností)
Příklady profilování jsou uvedeny na obr. 26 a 27, příklady tvarového řešení stěnových panelů jsou uvedeny na obr. 28 a 29.
Vyztužení stěnových panelů bylo ve většině případů pouze po obvodě pomocí svařovaných žebříčků z oceli Ø E 8. V místě stavěcích šroubů byla přidána průběžná svislá výztuž Ø J 12, přivařená X-svarem 6 – 100 ke stavěcím šroubům ve zhlaví panelu a zakotvená pravoúhlým hákem v patě.
Stěnové panely s dveřními otvory měly nad otvorem svařovanou síť z oceli Ø J 10 s oky 150/150 mm. Zakotvení sítě bylo 300 mm za líc otvoru. Kromě toho byly při spodní hraně otvoru dva průběžné pruty Ø J 14 probíhající po celé délce dílce a tytéž pruty byly umístěny i při horní hraně panelu (ve zhlaví).
Obr. 26 Profilování stěnového panelu
Obr. 27 Profilování stěnového panelu
Obr. 28 Příklad tvaru stěnových panelů
Obr. 29 Příklad tvaru stěnových panelů
2.4.4 Obvodové stěnové panely nadzemní
Štítové panely jsou dílce nosné, opatřené tepelnou izolací, tloušťky 290 mm. Skladbu tvoří 150 mm vnitřní nosná železobetonová vrstva, 80 mm polystyren, 60 mm vnější železobetonová vrstva. Tepelný odpor dílce je R = 1,5 m2KW–1.
Obvodový plášť je železobetonový, nosný, celostěnový. Styky dílců obvodového pláště s vnitřními příčnými stěnami jsou navrženy jako staticky účinné pro přenášení účinků vodorovného zatížení. Skladba dílců obvodového pláště je shodná se štítovými panely (150 mm železobeton, 80 mm polystyren, 60 mm železobeton). Vnější povrch dílců je proveden ve výrobně (nástřikové hmoty, vymývané teraco apod.). Obvodové dílce jsou v plné nebo obsahují jeden nebo dva okenní otvory. Na vnitřní straně meziokenního pilíře je drážka pro osazení příčky. Vstupní dílce mají dveřní otvor. Obvodové i štítové panely obsahovaly při horní hraně stavěcí šrouby, které sloužily zároveň jako montážní a zvedací úchyty.
Značení dílců obsahovalo základní identifikační údaje o rozměrech, profilaci bočnic a tvarových odlišností. Kódovací systém byl následující:
Obvodový panel NXD 7107
NXD – státní značka pro obvodový dílec
7 – délka dílce v násobcích základního modulu 600 mm
1 – kódové číslo profilování levého boku dílce
0 – kódové číslo profilování pravého boku dílce
7 – tvarové odlišnosti (podle katalogu tvarových podrobností)
Příklady profilování jsou uvedeny na obr. 30 a 31, příklady tvarového řešení stěnových panelů jsou uvedeny na obr. 32 a 33.
Vyztužení panelů bylo podle zásad vyztužování vnitřních nosných dílců – žebříčky Ø E 8 po obvodě panelu. Nadpraží okenních otvorů bylo vyztuženo zesílenými žebříčky. Tyto byly tvořeny podélnou výztuží Ø J 12 nebo Ø J 14 a svislými pruty Ø E 8 po 80 nebo 160 mm.
Vnější krycí moniérka byla vyztužená svařovanými sítěmi 4/150 x 4/150 mm. Síť byla situována při vnějším povrchu moniérky.
Propojení vnitřní a vnější části obvodového panelu bylo řešeno pomocí sponek z ocelového drátu žárově pozinkovaného Ø 2 mm v rastru cca 600/600 mm a třemi kotevními sponami Ø E 8 žárově pozinkovanými a situovanými na vodorovné ose panelu. Tyto spony byly zakotveny pomocí podélných prutů Ø J 12. Kotevní spony jsou na obr. 34.
Obr. 30 Profilování obvodového panelu
Obr. 31 Profilování obvodového panelu
Obr. 32 Příklad tvaru obvodových panelů
Obr. 33 Příklad tvaru obvodových panelů
Obr. 34 Kotevní spony obvodových panelů
2.4.5 Obvodové stěnové panely suterénní
Princip řešení suterénních panelů byl shodný s řešením panelů v nadzemních částech budovy. Rozdíl byl v tloušťce tepelné izolace a tloušťce krycí moniérky. Skladba suterénních panelů tvoří 150 mm vnitřní nosná vrstva, 40 mm tepelná izolace pěnový polystyren, 50 mm vnější moniérka, tj. celková tloušťka panelu byla 240 mm.
Značení dílců obsahovalo základní identifikační údaje o rozměrech, profilaci bočnic a tvarových odlišností. Kódovací systém byl následující:
Stěnový suterenní obvodový panel NYD 3010
NYD – státní značka pro obvodový suterénní dílec
3 – délka dílce v násobcích základního modulu 600 mm
0 – kódové číslo profilování levého boku dílce
1 – kódové číslo profilování pravého boku dílce
0 – tvarové odlišnosti (podle katalogu tvarových podrobností)
Příklady profilování jsou uvedeny na obr. 35, příklady tvarového řešení panelů jsou uvedeny na obr. 36.
Obr. 35 Profilování suterénního obvodového panelu
Obr. 36 Příklad tvaru suterénních obvodových panelů
2.5 OSTATNÍ PRVKY SOUSTAVY
2.5.1 Atikové dílce
Atikové dílce byly vytvořeny pro použití na dvouplášťovou střechu. Obsahovaly provětrávací otvory. K přerušení tepelného mostu mezi atikou a stropem nad posledním podlažím byl vkládán do bednění atikových dílců vodorovný pruh polystyrenu tloušťky 80 mm. Celková tloušťka dílců byla 290 mm.
Značení dílců obsahovalo základní identifikační údaje o rozměrech, profilaci bočnic a tvarových odlišností. Kódovací systém byl následující:
Atikový panel AT 343
AT – státní značka pro atikový dílec
3 – délka dílce v násobcích základního modulu 600 mm
4 – kódové číslo profilování levého boku dílce
3 – kódové číslo profilování pravého boku dílce
Příklady profilování jsou uvedeny na obr. 37, příklady tvarového řešení panelů jsou uvedeny na obr. 38.
Obr. 37 Profilování atikového panelu
Obr. 38 Příklad tvaru atikových panelů
2.5.2 Schodiště
Schodiště bylo umístěno v modulu 2 400 mm a bylo řešeno jako dvouramenné, šířka ramene 1 070 mm, konstrukční výška 2 800 mm. Staticky působilo v montážním stavu jako prostě uložené, po montáži byla propojena vyčnívající výztuž z čela mezipodesty (hlavní podesty) a schodišťového ramene pomocí šroubového spoje. Po zalití styku zálivkou tř. B III rameno částečně působilo jako spojité. Rameno se osazovalo na ozuby podestového a mezipodestového stropního panelu. U čtyřpodlažních sekcí bylo dvouramenné schodiště šířky 1 100 mm a výšky 2 x 1 400 mm. Osazovalo se na podestový a mezipodestový panel s ozubem, mezipodesta byla uložena na betonových konzolách dodatečně vložených do schodišťových stěn. Tvarové řešení schodišťového panelu a podestového stropního panelu je uvedeno na obr. 39.
Obr. 39 Příklad tvarového řešení schodišťového dílce a podesty
2.5.3 Příčky
Příčky byly používány železobetonové celostěnové, tloušťky 80 mm, plné nebo s jedním až dvěma dveřními otvory.
Značení dílců obsahovalo základní identifikační údaje o rozměrech, umístění panelu a tvarových odlišnostech. Kódovací systém byl následující:
Příčkový panel P173
P – státní značka pro příčkový dílec
1 – dílec určen pro nadzemní podlaží (0 – pro podzemní podlaží)
7 – délka dílce v násobcích základního modulu 600 mm
3 – tvarové odlišnosti podle katalogu podrobností
Příklad profilování je uveden na obr. 40, příklady tvarového řešení příčkových panelů jsou uvedeny na obr. 41.
Obr. 40 Profilování příčkového panelu
Obr. 41 Příklad tvaru příčkových panelů
2.5.4 Další dílce
Z dalších dílců soustavy je uvedeno pouze jejich označení.
BVD – vstupní dílce
KPM – konzola mezipodesty
NYDS, PZDS – dílce strojovny výtahu
NZDS, U – spodní a horní dojezd výtahu
V, D – dílce na střeše (výlez, ventilační komora …)
Poznámka:
V kap. 2.4 a 2.5 jsou materiálové charakteristiky a označení výztuže a betonu převzaty z dobových podkladů, pro případné použití pro současné výpočty je nutno postupovat podle převodních tabulek obsažených v ČSN 73 0038 „Navrhování a posuzování stavebních konstrukcí při přestavbách“.
2.6 KONSTRUKČNĚ STATICKÉ ŘEŠENÍ
2.6.1 Vodorovné ztužení
Podle čl. 7.1.2 ČSN 73 1211 je nutno vložit v úrovni stropu každého podlaží příčně a podélně spojitou výztuž dimenzovanou na extrémní tahovou sílu
nd = 8 + 0,8 n
kde n je počet podlaží s omezením
nd ≥ 15kN/m´
Výztuž musí procházet nad příčnými stěnami a ve směru kolmém nejvýše ve vzdálenosti 2,4 m (pro domy nejvýše devítipodlažní), popř. 1,2 m (pro domy nejvýše třináctipodlažní).
U soustavy BANKS lze zálivkou výztuž ve smyslu čl. 7.1.2 ČSN 73 1201 předpokládat, pomineme-li možné případy technologické nekázně, kdy nemusela být na stavbě provedena. Zálivkovou výztuž tvořily zpravidla pruty Ø J 12 – 14 mm, vkládané do příčných spár nad nosnými stěnami. V podélných spárách mezi stropními panely byly do ok stropních panelů vkládány závlače po 600 mm (Ø J 14, délka 130 mm, resp. 150 mm). V podélném směru procházela zálivková výztuž i nad vnitřní nosnou vrstvou obvodového pláště. Rohy byly stykovány příložkami Ø J 10 s půlmetrovým přesahem na každou stranu. Na obr. 42 je uveden příklad rozmístění zálivkové výztuže v úrovni stropní konstrukce.
Obr. 42 Zálivková výztuž v úrovni stropní konstrukce
2.6.2 Svislé ztužení
Ve svislém směru je v čl. 7.1.3 ČSN 73 1211 výztuž pouze doporučena a její profil je dán výpočtovou silou rovnou extrémní hodnotě vlastní tíhy stěnových dílců. Svislá výztuž se umísťuje do svislých styků mezi stěnovými dílci. Výztuž je doporučována pro případ primárního poškození konstrukce (výbuch plynu, nárazy vozidel, tlakové vlny). Jsou-li splněny podmínky čl. 7.1.3 ČSN 73 1211, není výpočet pro případ předpokládaného primárního poškození nutný.
U stavební soustavy BANKS byla svislá výztuž ve stycích mezi stěnovými panely používána.
2.6.3 Styky nosných dílců
Dokonalé propojení stěnových a stropních panelů je součástí zajištění prostorové tuhosti nosné konstrukce. O účinnosti spojení jednotlivých dílců rozhoduje nejen vlastní provedení styku na stavbě a dodržení projektových parametrů, ale i koncepce styků daná projektem.
Vodorovný styk, tj. styk stropních a stěnových dílců, přenáší normálové a posouvající síly. V oblasti styku vzniká složitý stav prostorové napjatosti charakterizovaný přídatnými vodorovnými tahovými napětími ve styku. Tyto vnitřní síly musí být v relativně malém prostoru nehomogenního průřezu zachyceny betonem a výztuží styku a výztuží zabudovanou v patě a zhlaví stěnových dílců. V čl. 5.4.3, 5.4.4 a 7.2 ČSN 73 1211 jsou uvedeny výpočtové a konstrukční předpoklady správné funkce vodorovného styku. Výpočtová normálová síla na mezi únosnosti závisí na kvalitě dílců a zálivky (pevnost materiálu), vyztužení paty a zhlaví stěny, délce uložení stropních dílců, ploše zálivky, výstřednosti působící normálové síly a propojení stropních dílců příčnou a zálivkovou výztuží.
Svislý styk, tj. oblast spojení stěnových dílců se započitatelnou spolupůsobící šířkou stropu, musí přenést smykové síly způsobené vnějšími zatěžovacími účinky. Tuhost spojení přitom udává míru spolupůsobení panelů – od nekonečně tuhého styku s dokonalým spolupůsobením a vlastnostmi monolitických stěn až k nulové tuhosti se samostatným přenášením zatížení jednotlivými sloupci stěnových panelů. Výpočtová posouvající síla svislého styku na mezi porušení Qju se určí podle čl. 5.4.5 ČSN 73 1211. Na výsledné únosnosti se podílí především tvar a řešení stykových ploch, plocha věnce mezi čely stropních panelů, délka převázání svislé spáry stropem, kvalita a plocha zálivek a vyztužení.
2.6.4 Styky nosných dílců soustavy BANKS
2.6.4.1 Svislé a vodorovné styky
Zmonolitnění nosných dílců bylo řešeno pomocí závlačné výztuže vsunuté mezi vzájemně se překrývající oka spojující výztuže vyčnívající z profilování (stropní panely, stěnové panely) nebo provedením šroubových spojů (stěnové panely, schodiště) a zabetonováním styčných spár betonovou směsí tř. III (B 250). Hmoždinky vytvořené při výrobě dílců v bočních profilováních umožňovaly bezpečné přenášení smykových sil, vyčnívající spojovací oka zakotvená závlačnou výztuží přenášely síly tahové.
Montáž svislých nosných dílců se prováděla na výškově vyrovnané rektifikační matice. Toto řešení umožňovalo výškové srovnání dílců v každém podlaží a osazování buď přímo na převýšené lože z betonové směsi nebo vytvořené lože dodatečným zatlačováním betonové směsi pod osazený dílec. Při obou způsobech musely být matice po zatuhnutí betonu (pevnost 1,05 kN/cm2) povoleny.
Osazování stropních dílců probíhalo kontaktním způsobem na zhlaví nosných stěnových a obvodových dílců bez podmaltování – nasucho. Výškové srovnání ve vrchní (nášlapné) ploše se provádělo pomocí speciálního přípravku a zajišťovalo se podložením dílců v ložné spáře dřevěnými klínky. V podhledu stropní konstrukce se styčné spáry negativně profilovaly – přiznávaly. Ve styčných sparách stropních dílců byly v podélném směru zabetonovávány závlače. Z provádění spojů bylo vyloučeno sváření, které je velmi závislé na lidském faktoru i na povětrnostních podmínkách.
Únosnosti vybraných styků podle typového podkladu jsou uvedeny v tab. 3, základní řešení styků dílců stavební soustavy BANKS je uvedeno na obr. 43–48.
Tab. 3 Únosnosti styků podle typového podkladu
| Styk | Typ | Převázání | Věncová výztuž | Únosnost Qju [kN/podl.] |
| svislý | v rovině stěn | nepřevázaný | 2 Ø J 12 | 155 |
| v rovině stěn | převázaný | 2 Ø J 12 | 193 | |
| T – styk v rovině stěn | nepřevázaný | 2 Ø J 12 | 155 | |
| T – styk kolmo k rovině stěn | převázaný | 2 Ø J 12 | 254 | |
| vodorovný | Únosnost Nju [kN/m] | |||
| 919,6 |
Obr. 43 Styky stropních panelů
Obr. 44 Styky stěnových panelů – smyčkové
Obr. 45 Styky stěnových panelů – šroubované
Obr. 46 Styk „strop – obvodový plášť“
Obr. 47 Styk „stěna – obvodový plášť“
Obr. 48 Styky obvodového pláště (kout a nároží)
2.6.4.2 Ostatní styky
Atiky
Při osazování atikových dílců kotvených pomocí šroubového spoje se rektifikační matice nepovolovaly a lože z betonové směsi se pokládalo bez přerušení v okolí montážních šroubů. Atikové dílce nad lodžií se přikotvily ke spojovacím okům stropních dílců pomocí betonářské oceli Ø 5,5 mm a rádlovacího drátu a zabetonováním.
Schodiště
Způsob osazení dílců schodiště pružným podepřením na betonové konzoly do desek z minerální plsti zamezovalo přenášení hluku. Spojení schodišťových ramen s podestou a mezipodestou bylo zabezpečeno provedením šroubových spojů. Detaily osazení schodiště jsou na obr. 49–50.
Obr. 49 Osazení schodišťového ramene
Obr. 50 Uložení mezipodesty
Příčky
Příčkové dílce byly kotveny pomocí ocelových trnů zaražených do otvorů v přiléhajících svislých nosných dílcích a styčné spáry byly vyplněny betonovou směsí tř. III B 250. Spoje krátkých příčkových dílců (roh, spoje u koupelnových buněk) byly zajištěny spojením manipulačních elementů pomocí rádlovacího drátu a zabetonováním. U prvních realizovaných objektů byly však příčky kotveny pomocí rozpěrných šroubů (při průhybu stropních dílců docházelo k porušení).
2.6.4.3 Těsnící spár obvodového pláště
Těsnění svislých venkovních spár obvodových dílců nadzemních podlaží proti vnikání vody se zajišťovalo vložením pásků z mikroporézní pryže podle rozměru spáry. Způsob profilování dílců v prostoru dekompresní dutiny – vodní drážka nebo tzv. valcha – bylo z funkčního hlediska rovnocenným řešením. Svislé venkovní spáry obvodových dílců prvního podzemního podlaží byly těsněny pružným tmelem.
Konstrukce střešního pláště byla po celém obvodu od atikových dílců oddilatována.
3 CHARAKTERISTICKÉ PROJEKTOVÉ A MONTÁŽNÍ VADY NOSNÝCH KONSTRUKCÍ
3.1 ÚVOD
Podle ustanovení ČSN 73 0038 „Navrhování a posuzování stavebních konstrukcí při přestavbách“:
- vada konstrukce je nedostatek konstrukce způsobený chybným návrhem nebo provedením;
- 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 a funkční způsobilost;
- funkční způsobilost je schopnost konstrukce plnit požadované nosné funkce z hlediska mezních stavů únosnosti a použitelnosti při působení statických a dynamických zatížení, požadované funkce z hlediska požární bezpečnosti, energetické náročnosti, z hlediska úspory tepla, akustiky, bezpečnosti provozu a užitných vlastností a z hlediska požadavků zdravotní nezávadnosti a ochrany zdraví.
Vady a poruchy, které se vyskytují na panelových budovách, mají rozdílnou závažnost a význam. Značný podíl na výskytu vad a poruch panelových budov má nekvalitní materiál a provedení, které ve svém souhrnu způsobují výrazné zhoršení kvality a funkčních vlastností těchto staveb a jejich trvanlivosti. Jde především o kvalitu prefabrikovaných dílců, kvalitu zálivkových betonů a provedení styků, kvalitu tepelně izolačních materiálů, těsnících a hydroizolačních materiálů a povrchových úprav. Řada poruch je způsobena nepřesnou montáží a nedodržováním technologických pravidel a postupů. Hromadná realizace typizovaných řešení panelových budov, která zahrnují řadu projektových vad, zapříčiněných neznalostí, zjednodušením a podceněním řady závažných zatěžovacích účinků a vlivů a nerespektování jejich vývoje v čase, které spolu s neschopností včas reagovat na výskyt vad a následujících poruch, způsobily hromadný výskyt těchto závad a poruch na realizovaných budovách.
Závažnou skutečností je, že převažující část všech poruch panelových domů lze klasifikovat jako poruchy aktivní. Lze tedy oprávněně předpokládat jejich další rozvoj a šíření v čase a v důsledku toho pokračující zhoršování celkového fyzického stavu panelových budov. Výsledky a rozbor experimentálního ověřování chování styků při opakovaném (cyklickém) zatížení ukázaly na nutnost zabývat se závislostí statických vlastností styků na čase, obecně sledovat souvislost historie zatížení, tj. časový průběh účinků zatížení z hlediska četnosti a rozsahu nelineárně pružné odezvy styků, která může vést k postupnému snižování statické bezpečnosti. Podobné důsledky z hlediska bezpečnosti obyvatel panelových domů může mít pokračující koroze výztuže dílců vystavených přímému působení vnějšího prostředí (lodžiové a obvodové dílce, atikové dílce) a výztuže v kondenzačních zónách (kotvení obvodových a lodžiových dílců k vnitřní nosné konstrukci).
3.2 PROJEKTOVÉ VADY NOSNÉ KONSTRUKCE PANELOVÝCH DOMŮ BANKS Z HLEDISKA POŽADAVKŮ MECHANICKÉ ODOLNOSTI A STABILITY PODLE ČSN 73 1211
V průběhu realizace panelové výstavby byly při návrhu a projektovém řešení aplikovány v té době platné ČSN; od roku 1964 postupně speciální předpisy, pokyny a směrnice a od roku 1988 i norma zaměřená na navrhování panelových konstrukcí. Znalost odborné úrovně a obsahu těchto předpisů, směrnic a norem z té doby může být velmi důležitým hlediskem při rozhodování o potřebném rozsahu stavebně technického průzkumu.
Rozsáhlou skupinou vad panelových konstrukcí jsou projektové vady, které jsou dány nesouladem mezi požadavky předpisů a norem platných v době realizace a požadavky předpisů a norem současně platných. Jedná se o celý komplex předpisů a norem, které podstatným způsobem ovlivňují návrh konstrukčního řešení. Panelové konstrukce obecně nesplňují z hlediska současně platných předpisů a norem v požadované míře požadavky statické bezpečnosti (změna ČSN 73 2001 na ČSN 73 1201, změna Směrnice pro navrhování nosné konstrukce panelových budov ČSN 73 1211, změna ČSN 73 0035 apod.) a požadavky na pohodu prostředí (změna ČSN 73 0540, ČSN 73 0532, ČSN 73 0580); v případě soustavy BANKS se jedná zejména o stavby realizované počátkem a na přelomu poloviny 70. let.
Nosné betonové panelové konstrukce byly v průběhu realizace panelové výstavby navrhovány především podle předpisů uvedených v tab. 4.
Tab. 4 Předpisy pro navrhování panelových konstrukcí
| Období | Stavební soustavy | Předpis |
| do 1964 | G 40, G 57 | bez speciálních předpisů |
| 1964–65 | G 57, T 06 B, T 08 B | Prozatimní pokyny pro statické výpočty panelových domů (STÚ) |
| 1966–70 | T 06 B, T 08 B | Pume, D. – Horáček, E.: Směrnice pro statický výpočet konstrukcí panelových budov, VÚPS Praha 1966. |
| 1971–87 | T 06 B, T 08 B, VVÚ ETA, BANKS | Směrnice pro navrhování nosné konstrukce panelových budov, VÚPS, díl I. 1971, díl II. 1972, změna a) z roku 1977. |
| od 1988 | T 06 B, BANKS | ČSN 73 1211 Navrhování betonových konstrukcí panelových budov |
Z přehledu vyplývá, že realizace stavební soustavy BANKS spadá do období platnosti směrnic zpracovaných ve Výzkumném ústavu pozemních staveb v roce 1971, které byly předchůdcem ČSN 73 1211. Většina konstrukčních zásad a způsobů navrhování nosné konstrukce, které byly postupně zaváděny do podkladů pro projektování a které starší předpisy neobsahovaly, byla již v období od roku 1971 v předpisech postižena. Zásadní nedostatky z hlediska současných předpisů jsou zejména v požadavcích na pohodu prostředí.
Ze zásadních projektových vad, týkajících se stavební soustavy BANKS, jsou podstatné vady v řešení detailů stropních panelů lodžií.
3.2.1 Projektové vady lodžií
Lodžie jsou konstrukce s nejčastějším a nejrozsáhlejším výskytem poruch v rámci panelových domů. U lodžií se projevují vady specifické pro umístění prvků v exteriéru.
V následujícím přehledu jsou projektové vady, které se podílejí v některých případech až na havarijním stavu lodžií:
- malá krycí vrstva výztuže s ohledem na umístění stropních a stěnových panelů v exteriéru;
- nevhodná profilace detailu stropního panelu lodžie při vnější hraně – okapní nos, při realizovaném tvaru nedochází k odkapávání vody.
3.3 MONTÁŽNÍ A VÝROBNÍ VADY NOSNÝCH KONSTRUKCÍ
V následujícím přehledu jsou uvedeny časté montážní a výrobní vady nosných konstrukcí, charakteristické pro budovy realizované panelovou technologií.
3.3.1 Vnitřní stěnové panely
- montážní tolerance v osazení stěnových panelů, nedodržení svislosti stěn;
- při použití některých typů stavěcích šroubů jejich nepovolení (pokud není použito membránových šroubů, které byly zavedeny po úpravě v BANKS I/1L-II);
3.3.2 Vnitřní stropní panely
- nedodržení krycích vrstev betonu;
- malé úložné délky stropních panelů;
- nedodržení rovinnosti podpor – při nulových podlahách vznikaly výškové rozdíly mezi jednotlivými panely.
3.3.3 Svislé a vodorovné styky mezi panely, prostorové působení konstrukce
- ohýbání spojovacích ok mezi stěnovými panely bez další možnosti jejich propojení svislou výztuží;
- nedodržování předepsaného množství zálivkové i spojovací výztuže;
- nedodržování základních technologických pravidel při betonáži styků, – neošetření zálivkového betonu v zimních nebo letních měsících, neprobetonování styků;
- nedodržení kvality zálivkových betonů a malt.
3.3.4 Lodžie – stěny, stropy, kompletace
- malá úložná délka stropních panelů způsobená nedodržením montážních tolerancí;
- nedodržení vytyčovací osnovy příčných stěn a jejich svislosti;
- výroba panelů ve svislých bateriích – nedostatečná hutnost betonu, která se projevuje mezerovitostí, zdroj pronikání srážkové vody k výztuži;
- špatně provedené hydroizolační nátěry lodžiových stropních panelů.
3.3.5 Obvodové panely
- Při montáži se nedával polystyrenový proužek tloušťky 20 mm do ozubu mezi obvodovým a stropním panelem – vznik tepelného mostu, výskyt plísní.
3.4 VADY VZNIKLÉ NEDOSTATEČNOU A ZANEDBANOU ÚDRŽBOU
- zatékání do vodorovných styků lodžií v důsledku degradace těsnění spár;
- chybné dodatečné tmelení koncepčně otevřených spár mezi obvodovými dílci – kondenzace, plísně;
- koroze kotevních prvků zábradlí.
4 CHARAKTERISTICKÉ PORUVHY NOSNÝCH KONTRUKCÍ
4.1 VÝSLEDKY PRŮZKUMŮ
Na základě průzkumů, které provedla Stavební fakulta ČVUT v rámci tohoto úkolu, lze učinit dílčí závěry týkající se stavu konstrukcí.
V rámci průzkumu byla navštívena dvě sídliště v Liberci. Na sídlišti Broumovská, které bylo postaveno v letech 1979–1981, bylo navštíveno 25 domů v řadových sekcích. Na sídlišti Kunratická (realizace 1984–1989) bylo navštíveno 16 domů v řadových sekcích a 4 bodové domy.
Sledované poruchy uvnitř uvedených domů se především projevují trhlinami v nadpraží dveřních otvorů, trhlinami mezi stěnovými dílci v rovině stěn, trhlinami mezi stropními dílci a trhlinami mezi vnitřní nosnou konstrukcí a obvodovým pláštěm (obr. 51).
Obr. 51 Schéma sledovaných trhlin uvnitř domů
a – trhliny v nadpraží dveřních otvorů
b – trhliny mezi stěnovými dílci v rovině stěn
c – trhliny mezi stropními dílci
d – trhliny mezi vnitřní nosnou konstrukcí a obvodovým pláštěm
4.1.1 Trhliny mezi stěnovými dílci a nadpraží
Trhliny mezi stěnovými dílci v rovině se u stavební soustavy BANKS vyskytovaly v cca 20 %, v nadpraží otvorů zcela ojediněle. Šířka trhlin nepřekročila 2 mm.
4.1.2 Trhliny mezi stropními dílci
V navštívených bytech se u stavební soustavy BANKS trhliny vyskytovaly v cca 90 %. Výskyt trhlin je dán konstrukčním řešením podélné spáry, která má být přiznaná. Nájemníci si většinou po prvním malování nechali spáry zasádrovat. Výplň spár proto vypadává a budí zdání „trhlin“.
4.1.3 Trhliny mezi vnitřní nosnou kontrukcí a obvodovým pláštěm
Trhliny mezi příčnou stěnou a obvodovým pláštěm v šířce do 2 mm se vyskytovaly v cca 90 % ve schodišťovém prostoru bez rozdílu, zda se jedná o běžné nebo poslední podlaží (obr. 52 a 53).
V bytech, kde je vyšší četnost malování, případně jsou stěny tapetovány, se trhliny objevují v menších šířkách, ale v obdobném rozsahu.
Obr. 52 Trhliny mezi příčnou stěnou a obvodovým pláštěm v běžném podlaží
Obr. 53 Trhliny mezi příčnou stěnou a obvodovým pláštěm v posledním podlaží
4.1.4 Porušení lodžií
Nejčastější poruchy lze vysledovat u stropních panelů polozapuštěných lodžií. Poruchy vyplývají z konstrukčního řešení stropních lodžiových panelů: nedostatečná krycí vrstva, chybně řešený detail vnější hrany stropního panelu (okapní nos), nedostatečná hutnost betonu při výrobě dílců ve svislých bateriích. V důsledku pronikání vlhkosti a zplodin CO2 z ovzduší do stropních panelů dochází postupně ke korozi výztuže a karbonataci betonu. Expanzními účinky korozních zplodin na krajním podélném výztužném prutu dochází k oddělování krajní části stropního panelu. Při průzkumu byla na vybraných místech zkoušená hloubka karbonatace betonu. Tam, kde je beton dostatečně hutný, je hloubka zkarbonatovaného betonu pouze 5–10 mm, což je při dodržení dostatečného krytí hodnota zatím zanedbatelná. V místech snížené krycí vrstvy, což je většina míst okapního nosu, však karbonatace betonu zasahuje až k výztuži. Toto místo je z hlediska četnosti nejslabším konstrukčním prvkem celé stavební soustavy. Na starších sídlištích (Broumovská – stáří 20 let) je výskyt této poruchy ve více než 90 % všech domů. Porucha se začíná projevovat i na domech s pozdější dobou výstavby, i když v poněkud menším rozsahu (obr. 54–57).
Obr. 54 Trhliny v okapním nose lodžiových stropních panelů
Obr. 55 Trhlina v okapním nose lodžiových stropních panelů
Obr. 56 Oddělování betonu krajní části stropního lodžiového panelu
Obr. 57 Zkouška karbonatace betonu roztokem fenolftaleinu. Čerstvě osekaný beton – karbonatace do hloubky 5 mm, odpadané krycí vrstvy – karbonatace až k výztuži
4.1.5 Ostatní
V rámci komplexnosti průzkumu lze uvést i poruchy dalších vybraných konstrukcí:
- těsnění dvoustupňové spáry mezi dílci obvodového pláště jsou často dodatečně tmeleny trvale pružným tmelem;
- tím dochází ke změně teplotně vlhkostního režimu v obvodových dílcích, ke zrušení dekompresní dutiny a tím ke zrušení odtoku vody ven ze spáry, což popírá podstatu dvoustupňové otevřené spáry (obr. 58 a 59);
- koroze nosných profilů ocelového zábradlí, především v polích se zasklením drátosklem (obr. 60).
Ojedinělá porucha se vyskytla v založení stavby (podle sdělení přednosty OK ČKAIT Liberec Ing. Pecha) na tenké desce. V roce 1993 došlo k sednutí části domu. Deska musela být dodatečně podepřená mikropilotami. Tato porucha však souvisí se špatně zhutněným podsypem desky, nikoliv systémově se způsobem zakládání.
Obr. 58 Dodatečně tmelené spáry mezi obvodovými panely
Obr. 59 Dodatečně tmelené spáry mezi obvodovými panely, degradace trvale pružného tmelu
Obr. 60 Koroze zasklívacích ocelových profilů zábradlí
4.1.6 Závěry z výsledků průzkumů
Z hodnocených domů stavební soustavy BANKS bylo v době průzkumu stáří domů deset až dvacet let. Vnitřní nosná konstrukce nevykazovala zásadní poruchy, které by signalizovaly snížení statické bezpečnosti domů. Nejrozsáhlejší poruchy se vyskytovaly vně domů na lodžiích. Svým původem částečně souvisí s projektovými vadami, ale jsou i důsledkem nekvalitně provedené montáže nosné konstrukce a konstrukcí dokončovacích včetně použití nekvalitních materiálů povrchových úprav. Nekvalitně provedené práce PSV se projevují i v zatékání okny do domů. S rozvojem poruch úzce souvisí nulová údržba domů.
Tyto domy sice nevykazují poruchy nosného systému, ale způsob jejich užívání velmi rychle snižuje jejich užitnou hodnotu.
4.2 ZJIŠŤOVÁNÍ STAVU NOSNÉ KONSTRUKCE
Při hodnocení technického stavu panelových domů je třeba orientovat průzkum na požadavky uvedené v § 15 a dalších (§ 16–28) vyhlášky MMR č. 137/1998 Sb., o obecných technických požadavcích na výstavbu. Tyto požadavky jsou shodné se základními požadavky (Essential Requirements) obsaženými v příloze č. 1. Směrnice Rady 89/106/EHS, o sbližování právních a správních předpisů týkajících se stavebních výrobků.
Jsou to tyto požadavky
- mechanická odolnost a stabilita;
- bezpečnost v případě požáru;
- hygiena, zdraví a životní prostředí;
- bezpečnost při užívání;
- ochrana proti hluku;
- hospodárnost využití energie tepelná ochrana.
Z technického hlediska je prvním přípravným krokem k regeneraci panelové budovy zjištění jejího skutečného stavu. Základním výchozím podkladem by měla být projektová dokumentace skutečného provedení stavby. Stavebně technický průzkum musí být prováděn kvalifikovanými pracovníky dobře obeznámenými s problematikou panelových budov. Rozsah průzkumu bude úměrný jednak míře závad, které objekt vykazuje již při předběžné prohlídce, jednak závažnosti stavebních zásahů, které by měly být provedeny.
Důkladnější průzkumy vyžadují budovy stavěné do roku 1972–1975, a to nejen z toho důvodu, že jsou více dotčeny přirozeným stárnutím, ale i proto, že panelové budovy pocházející z pozdějšího období byly navrhovány a realizovány již na základě hlubších teoretických i praktických znalostí a jsou proto poněkud méně náchylné ke vzniku poruch.
Vedle technické dokumentace je výchozím podkladem v podstatě vizuální zjištění stavu budovy a diagnostický průzkum.
K úplnému objektivnímu zhodnocení stavu jsou potřebné konkrétní údaje o všech podstatných konstrukčních prvcích, a to nejen nosných (včetně základů), nýbrž i kompletačních (podlahách, příčkách apod.). Jde jednak o geometrické parametry, dále o mechanicko-fyzikální a chemické vlastnosti konstrukcí, stavebních dílů a dílců a materiálů.
Po geometrické stránce to znamená ověřit důležité rozměry (např. rozpětí, tloušťky dílců, úložné délky), z mechanických vlastností prošetřit objemovou hmotnost, pevnost, vyztužení.
Mimořádný význam má zjištění přítomnosti a správného uložení zálivkové výztuže ve stycích, neboť rozhodujícím způsobem podmiňuje správnou funkci styků. Výztuž vkládaná do spár mezi stropními panely je nutná k dosažení tuhosti stropní tabule a tím i k zabezpečení prostorové tuhosti budovy. Důležitou roli hraje spolehlivé spojení zálivkové výztuže se stropními a stěnovými dílci.
Mechanické charakteristiky týkající se nosných dílců je nutné zjišťovat i pro styky nosných dílců. V případě betonu lze nedestruktivně určit pouze pevnost. Pro lehčené betony nebo stykové betony je nedestruktivní metoda nevhodná. Na odebraných zkušebních vzorcích (tělesech) lze stanovit např. pevnost, modul pružnosti, objemovou hmotnost. Také k ověření polohy výztuže a popř. i druhu oceli je nutné její obnažení a případně odebrání vzorku. Nedestruktivní gamagrafická metoda k určení polohy výztuže je velmi nákladná, časově náročná a s ohledem na zdravotní škodlivost záření vyžaduje, aby probíhala za nepřítomnosti lidí v budově.
U obvodových plášťů přistupují některá další hlediska. Vzhledem k vlivům vnějšího prostředí je třeba se zaměřit na zjištění stavu betonu při vnějším povrchu a výztužných vložek v jeho blízkosti. S mimořádnou péčí je nutno přezkoumat míru spolehlivosti kotvících prvků připojujících obvodový plášť k nosné konstrukci panelové budovy, u vrstvených panelů také kotev spojujících obě betonové vrstvy. Nezanedbatelná je těsnost spár, zatékání zvyšuje nebezpečí koroze kotevních prvků. Pro posouzení tepelně izolačních vlastností obvodových dílců je nutné stanovit zkouškou objemovou hmotnost, vlhkost, tepelný odpor a další vlastnosti obvodového pláště z oboru stavebních fyziky.
Nejvíce jsou klimatickými a jinými vlivy vnějšího prostředí ohroženy konstrukce předsazené před obvodový plášť, tj. lodžie. Jejich závažné poruchy, ať již koroze betonu, výztuže nebo kotevních prvků, vyvolávají nebezpečí, a proto je nutné věnovat jim prvořadou pozornost.
Při vyhodnocování výsledků průzkumu je nutno uvážit, jak dalece lze dílčí poznatky zobecnit a do jaké míry je lze aplikovat na celou budovu. Jestliže k provedení rekonstrukčních prací bude zapotřebí vypracovat statický výpočet, musí se dbát na to, aby vstupní údaje pro něj odvozené z výsledků průzkumu byly stanoveny na bezpečnější straně. Pro účely průběžné údržby, jakož i pro prevenci větších poruch se doporučuje provádět pravidelné prohlídky a vést o nich záznamy, které by byly uloženy u majitele budovy. Tím by byl též vytvořen vhodný podklad pro případný průzkum, který by předcházel pracím nad rámec pouhé údržby.
Pro statické posouzení nosného systému nutno provést podrobný stavebně technický průzkum a diagnózu styků nosných dílců.
Průzkum je třeba zaměřit zejména na:
- konstrukční, tvarové a materiálové řešení styků;
- výskyt trhlin a porušení styků;
- rozrušováni zálivkového betonu a výplně ložných spár;
- odchylky v provedení spáry (styku) proti výkresové dokumentaci;
- stav, množství a kvalitu výztuže.
U styků mezi jednotlivými stropními dílci je třeba sledovat rozdílnost v průhybech dílců. Rozdílný průhyb může být způsoben rozdílným počátečním přetvořením (průhybem) sousedících stropních dílců před provedením zálivek. V tomto případě styk nemusí být narušen a lze ho klasifikovat jako staticky účinný styk. Narušení styku trhlinami s případným drcením a vydrolováním betonu svědčí o nedostatečné smykové únosnosti styku. V závislosti na rozsahu a míře porušení klasifikujeme tento styk jako styk se sníženou, popř. až nulovou smykovou tuhostí styku.
U vodorovných styků stěnových a stropních dílců je třeba sledovat způsob a hloubku uložení stropních dílců na stěnové délce, provedení ložné spáry, její tloušťku po délce stěny a narušení ložné spáry. Odlupování povrchových vrstev ložné spáry (popř. zhlaví a pat stěnových dílců) svědčí o značné koncentraci tlakových hranových napětí může být způsobeno zvýšeným dotvarováním betonu styku „stěna – strop – stěna“. Svislé příčné trhliny v ložné spáře jsou převážně trhliny technologické, způsobené např. mechanickým odstraňováním nadbytečného množství malty po osazení dílce při montáži.
Poruchy vodorovných styků nosných stěn se zpravidla vyskytují jen ojediněle, avšak jejich závažnost může být ze statických hledisek velmi vysoká. Příčinou bývá kombinace několika nepříznivých činitelů, např. nedodržení předepsané pevnosti betonu dílců, nedostatečná vodorovná výztuž stěnových panelů při horních a dolních okrajích, nedodržení technologie montáže, např. neúplné vyplnění stykovým betonem při montáži stěnových panelů na stavěcí šrouby, popř. klíny apod. Extrémní nebezpečí nastává v případě drcení betonu, popř. „roztržení“ stěnového dílce.
Mezi hlavní příčiny poruch svislých styků stěnových dílců patří:
- neúčinné tvarování stykových ploch dílců;
- nedostatečné vyztužení styku;
- nedostatečná únosnost stykového betonu;
- nekvalitní provedení styku, nedostatečné vyplnění styku betonem, popř. jeho zhutnění;
- nesprávné složení stykového betonu.
U svislých styků stěnových dílců je třeba věnovat zvýšenou pozornost rozlišení svislých (smykových nebo tahových trhlin) a příčných, šikmých trhlin. Vznik svislých smykových trhlin s malým narušením okrajů trhlin svědčí o nedostatečném příčném vyztužení styku a nedostatečné zálivkové výztuži ve styku „stěna – strop – stěna“. Vznik šikmých příčných trhlin ve stykovém betonu je dokladem, že ve styku bylo dosaženo namáhání, které se blíží jeho mezní únosnosti. V obou výše uvedených případech je styk nutno klasifikovat jako styk se sníženou až nulovou tuhostí.
Smršťováním betonu zpravidla vznikají ve svislých stycích vlasové trhlinky, zřetelné hlavně uprostřed výšky podlaží. Objevují se spíše tehdy, když vodorovná výztuž svislých styků není rovnoměrně rozdělena po výšce podlaží. Pro budovu nepředstavují zpravidla závažnější nebezpečí z hlediska statické funkce nosné konstrukce. Po několika letech existence budovy se jejich rozvoj zpravidla ustálí.
K poruchám svislých styků mezi stěnovými panely dochází také v případech, kdy neoslabený panel sousedí s panelem, v němž je dveřní otvor umístěn nedaleko stykovaného okraje panelu, takže mezi stykem a dveřním otvorem zůstává jen poměrně úzký pilířek. V pilířku je značně větší tlakové napětí od zatížení vnášeného stropní konstrukcí než v plném panelu, styčné boky obou panelů mají tendenci nestejně se deformovat, styk je namáhán smykovými silami. K tvorbě trhlin jsou náchylnější styky s hladkou styčnou spárou než styky s hmoždinkami. Nejvíce poškozeno bývá nejvyšší podlaží, směrem dolů jsou poškození menší. Postupem času s ukončením dotvarování betonu se šíření trhlin zastavuje. Pokud nedošlo k takovému poškození styku, jež by do značné míry znehodnotilo jeho funkci, lze trhliny zpravidla opravit. K obdobnému porušení by došlo také tehdy, jestliže by vedle sebe byly osazeny stěnové panely s podstatně odlišnými přetvárnými vlastnostmi způsobenými růzností materiálu.
Poruchy styků mezi stěnovými panely objevující se pouze v nejnižších podlažích bývají způsobeny nerovnoměrným sedáním základů, které však po několika letech ustává. K poruchám tohoto druhu dochází velmi zřídka, jejich závažnost závisí na konkrétních okolnostech jednotlivých případů.
Vizuální ověření případného narušení styků trhlinami, drcením stykového betonu a zhlaví dílců vyžaduje odstranění povrchových vrstev stykovaných dílců a betonu styku (spáry) tak, abychom identifikovali případné dodatečné opravy povrchů. Ověření lze provést také speciálními přístroji na bázi ultrazvuku apod.
Trhliny a porušení styků vnitřních nosných konstrukcí s obvodovou konstrukcí jsou v převážné míře důsledkem působení klimatických účinků, zejména pak účinků teploty. Vzhledem k cyklickému charakteru klimatických účinků je velmi obtížné obnovit v plném rozsahu statické vlastnosti těchto narušených styků (únosnost, tuhost). Z uvedeného důvodu se doporučuje klasifikovat tyto styky v závislosti na rozsahu porušení jako styky se sníženou až nulovou tuhostí a při jejich sanaci provést pouze takové opravy styku, které umožní dilatační pohyby mezi obvodovými dílci a nosnou konstrukci bez negativních důsledků na vzhled spáry. Mimořádnou pozornost je nutné věnovat stavu a způsobu kotvení dílce pomocí kotevních háků, smyček a svarů.
Objemové změny od kolísání teploty vyvolávají poruchy ve stycích vnitřní a vnější konstrukce. Trhliny jsou dobře patrné, nápadnější v nejvyšších podlažích, a ze svého svislého směru někdy vodorovně pokračují v ložné spáře stropního panelu. Vzhledem ke stále se opakujícím změnám od teploty mají tendenci k trvalému rozvoji a rozšiřování.
4.3 PORUCHY DÍLCŮ
Poruchy, které jsou obecné a vyskytují se u všech stavebních soustav, jsou podrobně popsány v publikaci „Charakteristické vady a poruchy nosných konstrukcí panelových budov“, pro MPO vydalo Informační centrum ČKAIT, Praha 2000. V následujícím přehledu budou proto zmíněny pouze stručně. Podrobněji budou rozpracovány poruchy, které jsou typické pro stavební soustavu BANKS.
4.3.1 Trhliny v nadpraží nosných stěn
- Projevy poruchy
- Porušení nadpraží šikmou (tahovou) nebo svislou (smykovou) trhlinou, procházející někdy i na celou výšku nadpraží. Šířka i délka trhlin je obvykle největší v nejvyšších podlažích (účinek rozdílné teploty), popř. v nejnižších podlažích (účinek rozdílného sedání).
- Příčina poruchy
- Cyklicky působící objemové změny vnějších stěn.
- Rozdílné dotvarování a dotlačování částí stěn spojených nadpražím.
- Rozdílné sedání a ve výjimečných případech vodorovné zatížení.
U soustavy BANKS se vyskytují ojediněle (viz výsledky průzkumů).
- Důsledky poruchy
- Snížení únosnosti nadpraží, následná redistribuce vnitřních sil v nosné konstrukci.
- Diagnostika poruchy
- Vizuální průzkum po odstranění povrchových úprav nadpraží.
- Sanace poruchy
- Injektáž stabilizovaných trhlin velmi tekutým epoxidovým lepidlem.
- Tmelení nestabilizovaných trhlin vyvolávaných např. cyklickými objemovými změnami nízkomodulovým elastomerickým tmelem.
4.3.2 Svislé trhliny ve styčných sparách mezi stěnovými dílci nosných stěn
- Projev poruchy
- Svislé smykové nebo tahové trhliny ve styčných sparách dílců.
- Vlasové trhlinky (tahové) s nenarušeným obrysem.
- 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.
- Vlasové (tahové) trhlinky svislých styků jsou vyvolány smršťováním stykového betonu a dílců.
- Ve styčných sparách spojujících subtilní pilířky a plné stěnové panely jsou trhlinky ve styku (smykové) zvětšovány vlivem rozdílné dlouhodobé deformace přilehlých částí (dotvarování – dotlačování).
- Příčina poruchy
- 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 ovlivňuje tvar stykových ploch dílců, kvalita stykového betonu, způsob a množství výztuže styku.
- Tahové trhliny s malým narušením obrysů svědčí o nedostatečném příčném vyztužení styku.
- 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.
- Odstranění povrchových vrstev stykového betonu a dílců.
- Ověření narušení stykového betonu uloženého mezi čely stěnových dílců vyžaduje otevření svislé drážky styku s ozuby, popř. použití ultrazvukových přístrojů.
- Sanace poruchy
- Injektáž stabilizovaných trhlin velmi tekutým epoxidovým lepidlem.
- Tmelení nestabilizovaných trhlin vyvolávaných např. cyklickými objemovými změnami nízkomodulovým elastomerickým tmelem.
4.3.3 Trhliny v podelných stycích mezi stropními dílci
- Projev poruchy
- Smyková nebo tahová trhlina v podélných stycích (spárách) mezi stropními panely.
- Narušování a rozpad stykového betonu.
- Příčina poruchy
- Rozdílné zatížení stropních panelů.
- Rozdílné dotvarování.
- Smršťování stykového betonu a panelů.
- Vliv rozdílné změny teploty panelů, např. u ustupujícího podlaží, nad nevytápěnou a vytápěnou částí budovy, v nejvyšším podlaží vliv objemových změn nejvyšší stropní (střešní) konstrukce.
- Vliv různě podepřených stropních dílců.
- Výskyt a velikost trhlin souvisí i s geometrickým tvarem a řešením styku a kvalitou stykového betonu.
- Důsledky poruchy
- V případě vlasových trhlin a trhlin s šířkou do 1 mm a malém porušení lze klasifikovat poruchu pouze jako estetickou závadu.
- V případě trhlin větší šířky než 1 mm a rozsáhlejším narušení výplně styku (odpadávání stykového betonu) klasifikujeme styk jako styk se sníženou, popř. až nulovou tuhostí styku. Snížená tuhost styku omezuje spolupůsobení dílců při přenášení svislého zatížení. Lokální snížení tuhosti styků se neprojevují na tuhosti stropní desky ve vodorovné rovině.
- Diagnostika poruchy
- Vizuální ověření poruchy.
- Odstranění povrchových úprav dílců a styčné spáry.
- Pro vyšetření dutin, rozrušení stykového betonu a vodorovných trhlin lze použít přístrojů na bázi ultrazvuku.
- Sanace poruchy
- Mechanické rozšíření trhlin ve styku mezi stropními dílci, pokud jsou trhliny užší než 4 mm a jejich přiznání.
- V případě širších nestabilizovaných trhlin, vyvolávaných např. cyklickými objemovými změnami, se doporučuje tmelení nízkomodulovým elastomerickým tmelem.
4.3.4 Poruchy zhlaví a pat stěnových dílců v oblasti styku „stěna – strop – stěna“ a malé uložení stropních panelů
- Projev poruchy
- Narušení hran stěnových dílců.
- Odlupování povrchových vrstev.
- Rozštěpení dílce v patě (ve zhlaví).
- Krátké svislé trhliny vycházející z hran stěnového dílce.
- Příčina poruchy
- Složitý stav prostorové napjatosti styku.
- Nedodržení předepsané kvality materiálu stěnových dílců.
- Nesprávné uspořádání výztuže spodních a horních okrajů panelů.
- Nedodržení technologie montáže.
- Důsledky poruchy
- Snížení únosnosti styku „stěna – stop – stěna“.
- Redistribuce normálového napětí do neporušených části vodorovného styku, možnost postupného narušování a následné ztráty mechanické odolnosti.
- Diagnostika poruchy
- Vizuální ověření porušení zhlaví a paty nosné stěny a povrchových vrstev.
- Pro vyšetření stavu rozrušení cementové zálivky a zejména trhlin (štěpných) ve zhlaví a patě stěnových dílců lze použít přístrojů na bázi ultrazvuku, vyšetření poklepem apod.
- Sanace poruchy
- Dodatečné sepnutí zhlaví a paty stěny pomocí ocelových svorníků uložených a zainjektovaných epoxidovou pryskyřicí do vyvrtaných otvorů nebo pomocí ocelových rozpěrných kotev. Svorníky se kotví do ocelových válcovaných profilů L přilepených epoxidovým lepidlem k vyhlazeným hranám zhlaví a paty nosné stěny. Aktivní stažení svorníků umožňuje zvětšit jejich vzdálenost (předepnutí by mělo činit cca 15 % svislého zatížení stěn). Osazení ocelových profilů lze provést též do reprofilační malty. Ocelové profily a spojovací materiál musí být chráněny proti korozi, a to i na nepřístupných plochách. Ochrana oceli je nejvhodnější galvanickým pokovením. Veškeré závity musí být po dotažení matic z bezpečnostních důvodů zava-řeny a svar ošetřen nátěrovým systémem použitým na ostatní kovové konstrukce, které nejsou pokovené.
Zakotvené podélné ocelové válcované profily L zároveň plní funkci věncové výztuže. Při větším porušení zhlaví, popř. pat stěnových dílců, je nutné jejich zpevnění injektáží epoxidovou pryskyřicí.
4.3.5 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 do dutin v nezhutněném betonu stropních lodžiových panelů, 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.
4.3.6 Poruchy prvků a kotvení ocelových zábradlí
- Projev poruchy
- Koroze svislých sloupků.
- Koroze vodorovných rámů u zábradlí s drátosklem.
- Deformace kotevních destiček.
- Vznik trhlin ve styku nebo vytržení kotevních svorníků z nosné stěny a vznik trhlin ve stěně.
- Příčiny poruchy
- Nevhodné konstrukční řešení zábradlí – otevřený tenkostěnný průřez.
- Nebyl zajištěn dokonalý odtok vody a rychlé oschnutí povrchu u prosklených výplní.
- Pro spojení upevňovacích úhelníčků určených k připevnění plošné výplně s příčlemi byly použity přerušované svary, což podle normy při stupni agresivity prostředí vyšším než 2 není dovoleno.
- Nevhodné řešení kotvení konstrukce zábradlí k nosné konstrukci.
- Kotvení není dostatečně poddajné, aby reakce vyvolané teplotními deformacemi zábradlí byly nízké a není ani dostatečně únosné, aby přeneslo vyvolané reakce.
- Důsledky poruchy
- Koroze profilů zábradlí a kotevních desek – ztráta mechanické odolnosti a statické způsobilosti.
- Narušení stability.
- Diagnostika poruchy
- Vizuální průzkum – po odstranění povrchových úprav stěn a zábradlí.
- Sanace poruchy
- Reprofilace zkorodovaných ocelových profilů včetně částí zabudovaných ve stropním panelu.
- Provedení nového kotvení, které umožňuje cyklické dilatační pohyby konstrukce zábradlí účinkem změny teploty.
- Celková výměna zábradlí.
5 POSOUZENÍ PANELOVÉ KONSTRUKCE STAVEBNÍ SOUSTAVY BANKS Z HLEDISKA POŽADAVKŮ
Stavební soustava BANKS byla realizována pro čtyř, osmi a dvanáctipodlažní zástavbu. S cílem ilustrovat statické namáhání nosného systému podle současně platných norem, zvláště ČSN 73 1211 a ČSN 73 1201 byla vybrána a posouzena dvojsekce domu o osmi nadzemních podlažích v Liberci 15, sídliště Kunratická.
5.1 STATICKÉ POSOUZENÍ OSMIPODLAŽNÍHO BYTOVÉHO DOMU BANKS
Předmětem statického posouzení vybraného reprezentanta je jednak statické posouzení vybraných nosných dílců podle platných předpisů a jednak posouzení mechanické odolnosti a stability vybraného reprezentanta z hlediska prostorového působení nosné konstrukce a namáhání dílců a styků při zohlednění současně platných předpisů. Výpočet byl vypracován programem PANEL 3 v STÚ-K, a. s., Praha. Podrobná analýza statického namáhání byla provedena lineárním výpočtem v pružném stavu za předpokladu, že styky mezi dílci nejsou narušeny trhlinami. Obvodový plášť je součástí nosného systému. Bylo zavedeno založení na tuhém podloží bez změny tvaru základové spáry. Pro posouzení byly uvažovány základní kombinace zatížení sestavené ze zatížení svislého (hmotnost hrubé stavby, hmotnost kompletačních konstrukcí a užitné zatížení) a zatížení vodorovného působícího ve směru příčném i podélném. Jednotlivé kombinace jsou uvedeny v kap. 5.1.5.
Připomínáme, že s počátkem realizace stavební soustavy BANKS byla tehdy platná a používaná Směrnice pro navrhování nosné konstrukce panelových budov doplněna o Změnu a – 3/1977, která je v podstatných částech shodná s ČSN 73 1211.
5.1.1 Popis nosné konstrukce
Nosný systém je tvořen příčně uspořádanými stěnami tloušťky 150 mm v osové vzdálenosti 2,4; 3,0 a 4,2 m. Prostorovou tuhost v podélném směru zajišťuje nosný obvodový plášť. Stěny jsou vzájemně spojeny v každém podlaží stropní konstrukcí.
Schéma skladby stěn a stropů jedné je na obr. 61. Konstrukční výška podlaží je 2,80 m. Posuzovaný deskový dům panelové soustavy BANKS je tvořen dvěma sekcemi sestávajícími z devíti travé a má osm podlaží.
Železobetonové stropní dílce jsou ukládány na příčné stěny v osové vzdálenosti 2,4; 3,0 a 4,2 m; v místě obvodového pláště jsou stropní dílce podepřené i v podélném směru. Skladebná šířka stropních dílců je 1,8 až 4,8 m, skladebná tloušťka 160 mm (výrobní tloušťka 150 mm). Dílce jsou z betonu B IV, vyztužené svařovanými rohožemi z oceli 10 216 a 10 335.
Vnitřní nosné stěny jsou z celostěnových dílců plného průřezu z prostého betonu s konstrukční výztuží; nadpraží a některé pilířky stěnových dílců jsou železobetonové. Dílce jsou z betonu B IV, použitá ocel 10 216 a 10 335. Dílce mají skladebnou tloušťku 160 mm (výrobní tloušťka 150 mm), skladebnou délku 1,8 až 4,8 m; výška dílců je 2,65 m.
Štítové stěny byly sestaveny z celostěnových dílců tloušťky 290 mm ve skladbě 150 mm vnitřní stěna z prostého betonu s konstrukční výztuží, 80 mm polystyren, 60 mm vnější železobetonová deska. Dílce jsou z betonu B IV, ocel 10 216 a 10 335.
Styky nosné konstrukce
U vodorovného styku „stěna – strop – stěna“ je zhlaví i paty stěnových dílců vyztuženo žebříky s příčnou výztuží Ø E 6/200 mm, ocel 10 216. Stropní dílce jsou uloženy na stěnu prostřednictvím konzolek a jsou vzájemně spojeny oky Ø V 8. Spolupůsobení ok je zajištěno provlečenou zálivkovou výztuží Ø V 14 uloženou mezi čela stropních dílců. Stykový beton je třídy B III.
Svislý styk v příčné stěně je tvořen čely stěnových dílců s lichoběžníkovými drážkami opatřenými hmoždinkami. Do styku zasahují spojovací oka ze stěnových dílců (3x po výšce dílce) a jejich spolupůsobení je zajištěno svislou závlačí J 10. V úrovni stropní konstrukce probíhá věncová výztuž Ø J 14. Některé styky jsou převázány stropními dílci, u některých styků převázání není. Stykový beton je třídy B III.
Svislý styk příčné a podélné obvodové stěny je tvořen čely dílců opatřených drážkami s hmoždinkami a spojovacími oky včetně závlače obdobně jako u svislého styku v příčné stěně.
Styky jsou dále popsány v kap. 5.1.4 včetně jejich únosnosti.
Základy pod nosnými stěnami a pod nosným obvodovým pláštěm jsou tvořeny monolitickými železobetonovými pasy.
Obvodový plášť je nosný, tvořený celostěnovými sendvičovými dílci ve skladbě 150 mm vnitřní betonová stěna s konstrukční výztuží, 80 mm polystyren a 60 mm vnější železobetonová deska. Dílce jsou z betonu B IV, ocel 10 216 a 10 335.
Lodžie jsou zapuštěné a mají stropní dílce kompletizované. Podélnou lodžiovou stěnu tvoří kompletizovaný dílec dřevěné konstrukce; u bočních příčných stěn jsou lodžiové příložky.
Dvouramenné schodiště v modulu 2,4 m je tvořeno kompletizovanými dílci s povrchovou úpravou z litého teraca. Schodišťová ramena jsou uložena na ozuby podestových a mezipodestových dílců. Mezipodesty jsou uloženy na konzolky stěnových dílců.
Příčky byly navrženy montované železobetonové celostěnové tl. 80 mm, délka příček je rovna světlosti mezi příčnými stěnami. Doplňkové dílce jsou mezi bytovým jádrem a příčnými stěnami.
Bytová jádra B 7 mají skladebné rozměry 1 850 x 2 610 mm a hmotnost 6,5 kN.
Podlahy mají tloušťku 25 mm; v běžném podlaží tvoří podlahu cementový potěr, vyrovnávací stěrka a nášlapnou vrstvu povlak PVC s podložkou.
5.1.2 Únosnost vybraných vnitřních a obvodových nosných stěnových panelů podle ČSN 73 1201 a ČSN 73 1211
Stěnové panely jsou plné nebo s otvory pro dveře, tloušťky 150 mm (výrobní rozměr) a mají skladebnou výšku 2,65 m. Jsou vyrobeny z betonu třídy B IV (B 330), prostý beton s konstrukční výztuží (ocel 10 216). Železobetonová jsou nadpraží a některé exponované pilířky stěnových panelů s dveřním otvorem (ocel 10 335 a 10 216). Pro stanovení únosnosti byly u panelů použity hodnoty výpočtové pevnosti betonu a oceli uvedené v ČSN 73 0038. Únosnosti dále uvedených stěnových panelů byly vypočteny podle současně platných norem, zejména ČSN 73 1201 (čl. 5.2) a ČSN 73 1211 (čl. 5.4.1.3)1), mezní únosnosti dveřních nadpraží a okenních nadpraží a parapetů byly převzaty z typových podkladů. Do stěnových panelů jsou zabudovány montážní šrouby, které vystupují nad zhlaví stropního panelu. Tyto stavěcí šrouby umožňují přesnější montáž stěn a zároveň slouží jako zvedací úchyty. Náhodná výstřednost je uvažována ea = 10 mm.
Poznámka č. 1:
Náhodná výstřednost ea se předpokládá konstantní po výšce stěny, ea = 10 mm – při montáži na stavěcí šrouby.
Štítové panely jsou nosné dílce, tloušťky 290 mm, ve skladbě 150 mm vnitřní nosná betonová vrstva s konstrukční výztuží, 80 mm polystyren a 60 mm vnější železobetonová deska. Dílce jsou z betonu B IV.
Obvodový plášť je betonový, nosný, celostěnový. Skladba je shodná se štítovými panely (150 mm beton s konstrukční výztuží, 80 mm polystyren, 60 mm vnější železobetonová deska). Obvodové i štítové panely mají při horní hraně stavěcí šrouby, které sloužily zároveň jako montážní a zvedací úchyty. Dílce jsou z betonu třídy B IV.
Únosnost vybraných stěnových dílců
Obr. 61 Schéma skladby stěn a stropů
· – posuzované stěnové dílce, * – posuzované stropní dílce, o – posuzovaný vodorovný styk, Δ – posuzované svislé styky a nadpraží
5.1.3 Únosnost vybraných stropních dílců podle ČSN 73 1201
Stropní železobetonové dílce byly navrženy jako prosté nosníkové desky ukládané na příčné stěny v osové vzdálenosti 4,2 m. Modulová šířka 3,0 m; skladebná tloušťka 160 mm.
Vzhledem k tvaru podélných bočních ploch dílců a zmonolitněním styků dochází ke vzájemnému spolupůsobení dílců. Zároveň uložením některých stropních dílců na podélné stěny a na nosný obvodový plášť se podstatně mění ohybové momenty ve stropních dílcích. Proto jsou uváděny hodnoty ohybových momentů za obou předpokladů uložení.
Únosnost a přetvoření stropních dílců byla stanovena podle ČSN 73 1201. Pro stanovení únosnosti byly použity hodnoty výpočtové pevnosti betonu a oceli uvedené v ČSN 73 0038.
Vyztužení stropních panelů bylo navrženo svařovanými rohožemi – viz podrobněji posouzení jednotlivých dílců. Dílce byly vyráběny z betonu třídy B IV.
Pro posouzení byly vybrány dva druhy stropních dílců:
1. Stropní dílec zatížený vlastní hmotností, hmotností podlah a užitným zatížením
Dílec PZD 5702 (stropní panel normální – viz výkres skladby)
Rozměry a materiál:
- výrobní rozměry dílce 150/2 980/4 170 mm;
- rozpětí dílce 4,12 m; tloušťka průřezu 150 mm;
- výztuž při spodním povrchu v podélném směru 15 Ø J 10 mm/dílec, ocel 10 335;
- příčná výztuž Ø E 8 mm á 300 mm, ocel 10 216;
- beton B IV; krycí vrstva 10 mm.
Zatížení:
- výpočtové zatížení stropní konstrukce 6,90 kN/m2 (hmotnost nosné konstrukce, hmotnost podlah, užitné zatížení).
Posouzení:
- výpočtový ohybový moment na mezi porušení průřezu Mu´ = 46,5 kNm;
- maximální ohybový moment od extrémního zatížení – za předpokladu, že dílec působí ja-ko nosníková deska Md1 = 43,9 kNm < Mu´ = 46,5 kNm → dílec vyhovuje;
- maximální ohybový moment od extrémního zatížení – za předpokladu, že dílce vzájemně spolupůsobí Md2 = 32,5 kNm < Mu´ = 46,5 kNm → dílec vyhovuje;
- celkový dlouhodobý průhyb ωtot = 3,6 mm za předpokladu, že dílec působí jako nosníková deska (stáří panelů v době montáže jeden měsíc, konstrukce v běžném prostředí);
- spolehlivost uložení \frac{l_\text{f}}{\omega_\text{tot}} = 1 144 > 150 → dílec vyhovuje;
- rovinnost spodního povrchu frac{l_\text{viz}}{\omega_\text{tot}} = 1 125 > 200 → dílec vyhovuje.
2. Stropní dílec instalační zatížený vlastní hmotností, hmotností podlah, užitným zatížením, bytovým jádrem a příčkou
Dílec PZD 5711(stropní panel instalační – viz výkres skladby)
Rozměry a materiál:
- výrobní rozměry dílce 150/2 980/4 170 mm;
- rozpětí dílce 4,12 m; tloušťka průřezu 150 mm;
- výztuž při spodním povrchu v podélném směru 15 Ø J 12 mm + 7 Ø J 14 mm/dílec (v mís-tě prostupu 10 Ø J 12 mm + 7 Ø J14 mm), ocel 10 335;
- příčná výztuž Ø E 8 mm á 300 mm, ocel 10 216;
- beton B IV; krycí vrstva 10 mm.
Zatížení:
- výpočtové zatížení stropní konstrukce 6,90 kN/m2 (hmotnost nosné konstrukce, hmotnost podlah, užitné zatížení);
- výpočtové zatížení bytovým jádrem 7,8 kN;
- výpočtové zatížení příčkou (částí) 5,8 kN/m´.
Posouzení:
- výpočtový ohybový moment na mezi porušení průřezu Mu´ = 80,9 kNm2);
- maximální ohybový moment od extrémního zatížení za předpokladu, že dílec působí jako nosníková deska Mdz = 59,2 kNm < Mu´ = 80,9 kNm → dílec vyhovuje;
- maximální ohybový moment od extrémního zatížení za předpokladu, že dílce vzájemně spolupůsobí Mdz = 51,7 kNm < Mu´ = 80,9 kNm → dílec vyhovuje;
- moment na mezi únosnosti Mu´ = 69,5 kN > 59,2 kNm → dílec vyhovuje;
- dlouhodobý průhyb ωtot = 7,8 mm za předpokladu, že dílec působí jako nosníková deska, (stáří panelů v době montáže jeden měsíc, konstrukce v běžném prostředí);
- spolehlivost uložení \frac{l_\text{f}}{\omega_\text{tot}} = 528 > 150 → dílec vyhovuje;
- rovinnost spodního povrchu frac{l_\text{viz}}{\omega_\text{tot}} = 519 > 200 → dílec vyhovuje.
Poznámka č. 2:
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.
Posuzované dílce viz označení ve výkresu skladby.
5.1.4 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 třídy B IV (B 330). Zhlaví i paty jsou vyztuženy žebříčkem s příčnou výztuží Ø E 6/200 (ocel 10 216).
Stropní panely jsou tloušťky 150 mm z betonu třídy B IV (B 330), čela jsou opatřena úložnými betonovými konzolami. Stropní panely jsou vzájemně spojeny v místě spojovacích ok Ø V 8 vzdálených 0,6 m provlečenou zálivkovou výztuží. Zálivková výztuž Ø J 14 je osazena u příčných vnitřních, dilatačních i štítových stěn. Zálivkový beton styku je třídy B III (B 250). Pro stanovení únosnosti byly u panelů použity hodnoty pevnosti betonu z normy ČSN 73 0038. Styk je znázorněn na obr. 62.
Výpočtová normálová síla na mezi únosnosti styku „stěna – strop – stěna“ podle ČSN 73 1201 a ČSN 73 1211 je Nju = 919,6 kN/m´
Je to menší hodnota vypočtená podle čl. 5.4.4.3 a čl. 5.4.4.4 ČSN 73 1211.
Obr. 62 Spoj stropních panelů nad a mimo nosnou stěnu
b) Svislý styk v příčné nosné stěně
Svislý styk je tvořen čely stěnových panelů s lichoběžníkovou drážkou s hmoždinkami (viz kap. 2.4.3). Do styku zasahují ze stěnových panelů oka Ø E 8 (3x po výšce panelu) spojená prostřednictvím svislé závlače Ø J 10. V úrovni stropní konstrukce je provedena průběžně věncová zálivka s vloženou věncovou výztuží (závlačí) Ø V 14 u vnitřních příčných, dilatačních a štítových stěn. Styk je nebo není převázán stropními panely. Zálivkový beton styku je třídy B III (B 250). Ve výpočtu byly uvažovány hodnoty pevnosti betonu podle ČSN 73 0038. Svislý styk stěnových dílců je znázorněn na obr. 63.
Výpočtová posouvající síla na mezi porušení svislého styku ve smyku bez převázání styku stropními panely stanovená podle ČSN 73 1201 a ČSN 73 1211 podle čl. 5.4.5.2 je Qju = 155,0 kN/podlaží
Výpočtová posouvající síla na mezi porušení svislého styku ve smyku s převázáním styku stropními panely stanovená podle ČSN 73 1201 a ČSN 73 1211 podle čl. 5.4.5.23) je Qju = 193,0 kN/podlaží
Obr. 63 Spoj stěnových panelů v průběžné stěně
c) svislý styk příčné a podélné obvodové nosné stěny
Svislý styk je tvořen čelem stěnového panelu příčné nosné stěny a čely obvodových panelů s lichoběžníkovou drážkou s hmoždinkami. Do styku zasahují ze stěnových panelů oka Ø E 8 (3x po výšce panelu) spojovaná prostřednictvím svislé závlače Ø J 10. V úrovni stropní konstrukce je provedena věncová zálivka s výztuží Ø J 14, styk je převázán stropním panelem. Zálivkový beton styku je třídy B III (B 250). Ve výpočtu byly uvažovány hodnoty pevnosti betonu podle ČSN 73 0038. Spojení stěnového dílce příčné stěny s dílci podélné obvodové stěny je uvedeno na obr. 64.
Obr. 64 Styk stěnového a obvodových panelů
Výpočtová posouvající síla na mezi porušení svislého styku ve smyku při působení hmoždinek s převázáním styku stropními panely stanovená podle ČSN 73 1201 a ČSN 73 1211 podle čl. 5.4.5.23) je Qju = 193,0 kN/podlaží
Výkres zálivkové výztuže osazené v úrovni stropní tabule je na obr. 65.
Poznámka č. 3:
Součinitel podmínek působení betonu a stěnových dílců γb = 0,8.
Součinitel podmínek působení stykového betonu a stykové malty γbf = 0,8 · 0,85 = 0,68.
Obr. 65 Zálivková výztuž v úrovni stropní konstrukce
5.1.5 Numerická analýza a posouzení namáhání nosných dílců a styků
Stavební soustava BANKS byla realizována pro čtyř, osmi a dvanácti podlažní zástavbu. S cílem ilustrovat statické namáhání nosného systému podle současně platných norem, zvláště ČSN 73 1211 a ČSN 73 1201 byla vybrána a posouzena dvojsekce domu o osmi nadzemních podlažích celkové hloubky 12,55 m. Výpočet byl proveden programem PANEL 3 v STÚ-K, a. s., Praha. Podrobná analýza statického namáhání byla provedena lineárním výpočtem v pružném stavu za předpokladu, že styky mezi dílci nejsou narušeny trhlinami. Obvodový plášť je součástí nosného systému svislých stěn.
Program PANEL 3 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. Poddajnost těchto vazeb je navíc zvýšena o smykovou poddajnost přilehlých částí prutových konzol.
Posuzovaný dům má 8 nadzemních podlaží s konstrukční výškou podlaží 2,8 m (celková výška H = 22,4m) a tloušťkou stěn 150 mm, situovaných příčně v osových vzdálenostech 2,4; 3,0 a 4,2 m. Vnitřní nosné podélné stěny posuzované sekce neobsahují, podélné ztužení přebírá nosný obvodový plášť. Vnitřní nosná část dílce je tlustá 150 mm. Rozměrové a materiálové charakteristiky byly převzaty z typového podkladu a z výsledků průzkumů a dostupné projektové dokumentace. Půdorysné konstrukční schéma (výpočtový model) nosné konstrukce je znázorněno na obr. 66.
Obr. 66 Půdorysné schéma nosné konstrukce
a) Zatěžovací účinky
Do výpočtu jsou zavedeny
- dva druhy svislého zatížení stálého;
- hrubá stavba;
- kompletační konstrukce;
- dva druhy svislého nahodilého zatížení;
- užitné zatížení v bytech;
- užitné zatížení chodeb a schodišť;
- dva druhy vodorovného nahodilého zatížení;
- vítr příčný;
- vítr podélný.
Je uvažována IV. větrová oblast (základní tlak větru w0 = 0,55kN/m2, terén typu A).
Výpočet byl proveden pro zatížení určené podle ČSN 73 0035. Bylo předpokládáno založení na tuhém podloží bez změny tvaru základové spáry.
Ve výpočtu jsou uvažovány dále uvedené sestavy základních kombinací zatížení:
K0: svislé stálé a nahodilé
K1: svislé stálé a nahodilé + vítr příčný (+)
K2: svislé stálé a nahodilé + vítr příčný (-)
K3: svislé stálé a nahodilé + vítr podélný (+)
K4: svislé stálé a nahodilé + vítr podélný (-)
b) Výsledky výpočtu
Výpočtem byly stanoveny extrémní hodnoty vnitřních sil pro panely a jejich styky. Dále jsou uvedeny maximální hodnoty vnitřních sil od kombinací zatěžovacích stavů pro extrémní zatížení svislé (stálé a nahodilé užitné) a vodorovné extrémní zatížení větrem ve směru příčném nebo podélném.
- Nejvyšších hodnot tlakových normálových sil bylo dosaženo v patě stěn na úrovni z = 0, která činí
Poznámka:
Svislé tlakové normálové síly jsou ve výsledcích uváděny se znaménkem „+“.
c) Posouzení únosnosti nosných stěnových dílců a jejich styků
Posouzení stěnových dílců
Posouzení nadpraží (parapetů)
Posouzení styku „stěna – strop – stěna“
Posouzení svislého styku stěnových dílců
Byly posouzeny
Poznámka:
Únosnosti posuzovaných stěnových panelů a styků, ale i nosné konstrukce jako celku určené v TP podle tehdy platných předpisů vyhovují v plném rozsahu ustanovení kap. 7 Konstrukční zásady ČSN 73 1211 (dále jen normy ) a ČSN 73 1201. Přesto uvedené hodnoty únosnosti stanovené podle ČSN 73 1201 a ČSN 73 1211 nutno považovat pouze za orientační. Důvodem je celkový stav a případné porušení nosných konstrukcí (např. přítomnost a rozsah trhlin, rozsah koroze, technologické vady apod.). V úvahu je třeba vzít i nepříznivé účinky vnějších vlivů, např. dynamických účinků těžké dopravy, zvýšení agresivity prostředí apod.
5.2 SHRNUTÍ VÝSLEDKŮ NUMERICKÉ ANALÝZY STAVEBNÍ SOUSTAVY, POSOUZENÍ NAMÁHÁNÍ NOSNÝCH DÍLCŮ A STYKŮ PRO ZVOLENÉ ZATÍŽENÍ A MATERIÁLOVÉ PARAMETRY
- Posouzení stropních dílců podle ČSN 73 1201 prokázalo, že stropní dílce vyhovují z hlediska mezního stavu únosnosti i z hlediska použitelnosti.
- Posouzení stěnových dílců podle ČSN 73 1201 a ČSN 73 1211 prokázalo, že dílce vyhovují z hlediska mezního stavu únosnosti.
- Posouzení styků „stěna – strop – stěna“ podle ČSN 73 1211 prokázalo, že styky vyhovují z hlediska mezního stavu únosnosti.
- Posouzení svislých styků stěnových dílců v příčné stěně a mezi dílci příčné a podélné obvodové stěny podle ČSN 73 1211 prokázalo, že styky vyhovují z hlediska mezního stavu únosnosti.
5.3 ZÁVĚRY K VÝSLEDKŮM POSOUZENÍ STATICKÉ BEZPEČNOSTI PANELOVÝCH DOMŮ BANKS A DOPORUČENÍ Z HLEDISKA ŘEŠENÍ REGENERACE
- Provedená statická analýza nosné konstrukce vybraného reprezentanta osmipodlažního bytového domu panelové soustavy BANKS prokázala pro případ uvažovaných materiálových a rozměrových charakteristik, že nosná konstrukce vyhovuje požadavkům mezního stavu únosnosti a mezního stavu použitelnosti podle ČSN 73 1201, ČSN 73 1211 a ČSN 73 0038 s výraznými rezervami pro běžné stavební úpravy a sanační zásahy do nosné konstrukce.
- Posouzení statické bezpečnosti konkrétních panelových domů realizovaných soustavou BANKS vyžaduje provedení podrobného průzkumu a zhodnocení stavebně technického stavu zahrnujícího uspořádání nosné konstrukce, rozměry, kvalitu materiálů, kvalitu a množství vyztužení nosných dílců a styků a zejména zhodnocení poruch a vad nosných dílců a jejich styků.
- V případě provádění závažných 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.
- 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 domu 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 konstrukce, celkovému stavu dílců, styků a kotvení dílců lodžií 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.
- Při návrhu dodatečného zateplení obvodových plášťů s použitím kontaktních bezesparých zateplovacích systémů je nutné přihlédnout k dilatačním pohybům ve stycích mezi obvodovými dílci.