Vážení architekti a projektanti,

v aktuálním Ytong news se opět vracíme k seriálu o statice. Tentokrát se zaměříme na řešení vnitřních stěn a pilířů z pórobetonu Ytong. Vybrali jsme pro Vás normy pro nosné konstrukce a doporučené statistické výpočty doplněné o návrhy řešení ze stavebních systémů Ytong a Silka.
Věříme, že poskytnuté informace usnadní a zrychlí Vaši práci.
Zajímavé a podnětné čtení Vám přeje

Ing. Václav Vetengl
produktový manažer





Pórobetonové
pilíře střední stěny

Pilíře středních stěn jsou při použití pórobetonového zdiva choulostivým místem s koncentrovaným zatížením. Musejí mít dostatečnou nosnost k přenesení zatížení od celé střední části stavby. Proto jsou velmi důležitou součástí konstrukce objektu.


Tento článek je věnován doporučením a zásadám pro řešení vnitřního zdiva z pórobetonových materiálů společnosti Xella CZ s.r.o. Článek je součástí série textů věnovaných použití pórobetonu značky Ytong a nepřímo navazuje na předchozí téma nadzákladového zdiva.

 
  • Zatížení vnitřních stěn s pilíři

    Úkolem vnitřních stěn je bezpečně přenést zatížení působící na ně od střechy, od stropních konstrukcí, vyzdívek ve vyšších podlažích a vlastní váhy. Zatížení přenášejí na níže položené stěny spodního podlaží nebo na základy. Rozhodující je vždy statická únosnost pilířů ve stěně spodního podlaží. Toto podlaží u dnešních objektů často představuje přízemí. Zatížení stanovujeme s pomocí platných norem, které dnes patří mezi soustavu eurokódů. Jedná se o soustavu evropských norem pro navrhování nosných stavebních konstrukcí. Pro výpočet jednotlivých druhů zatížení působících na střední nosné stěny využíváme následujících norem:

    1. pro sestavení vlastních hmotností stavebních konstrukcí a výpočet zatížení od vlastní váhy ČSN EN 1991-1-1
    2. pro užitná proměnná zatížení na podlahách a na plochých střechách ČSN EN 1991-1-1
    3. pro zatížení sněhem na střechách a terasách ČSN EN 1991-3
    4. pro zatížení objektu větrem ČSN EN 1991-4
    5. pro kombinace zatížení ČSN EN 1990

    Norma ČSN EN 1991-1.1 – Eurokód 1, část 1-1: Obecná zatížení – Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb – uvádí pokyny pro stanovení a navrhování zatížení pro nosné konstrukce pozemních staveb. Obsahuje údaje pro určení velikosti stálého a proměnného užitného zatížení v budovách. Pro stálé zatížení staveb určuje norma objemové tíhy stavebních materiálů, vlastní tíhy stavebních prvků a objemové tíhy skladovaných materiálů. Norma uvádí také hodnoty užitného zatížení pro jednotlivé prostory staveb. Pro objekty, kde počítáme s užitím pórobetonu, jako jsou rodinné a bytové domy, kanceláře, hotely a ubytovací zařízení, se jedná o užitné zatížení na podlahách uvedená na obr. 1.

    Proměnné zatížení na stropních konstrukcích vyhledáváme podle uvedené normy jako užitné rovnoměrné zatížení zařazené v kategoriích A až H. Tato užitná zatížení na podlahách volíme podle účelu místnosti. 

    Obr. 1 – Užitná zatížení pozemních staveb pro bytové a pobytové místnosti

    Norma ČSN EN 1991 1-3 – Eurokód 1: Zatížení konstrukcí, část 1-3 Obecná zatížení – Zatížení sněhem – stanovuje na základě mapy sněhových oblastí hodnotu základního zatížení sněhem pro lokalitu stavby na území České republiky a uvádí další podmínky a hodnoty k výpočtu tohoto zatížení.

    Norma ČSN EN 1991 1-4 – Eurokód 1: Zatížení konstrukcí, část 1-4 Obecná zatížení – Zatížení větrem – stanovuje na základě mapy větrných oblastí základní hodnotu zatížení větrem na území České republiky a uvádí postup pro další výpočet tohoto zatížení. Pro zatížení větrem je rozhodující výška objektu a jeho umístění v terénu.

    Norma ČSN EN 1990 – Eurokód: Zásady navrhování – pracuje se všemi uvedenými druhy zatížení a účinky těchto zatížení kombinuje. V normě jsou uvedeny kombinace stálých a proměnných zatížení pro stanovení nejnepříznivějších účinků na stavby sloužících ke statickému návrhu zděných konstrukcí. Tato norma uvádí principy, zásady a požadavky na bezpečnost, použitelnost a trvanlivost konstrukcí a popisuje zásady pro jejich navrhování a ověřování.

  • Výpočet zatížení zděných staveb

    Stálé zatížení na zdivo se sestavuje podle ČSN EN 1991-1-1 na základě rozměrů stavebních konstrukcí a objemových hmotností navržených materiálů, popř. váhy prvků. Součinem těchto hodnot určujeme charakteristickou hodnotu stálého zatížení pro daný materiál nebo prvek. Součtem jednotlivých položek získáme velikost působícího zatížení, většinou na jeden metr čtvereční pro strop nebo na jeden metr běžný pro stěnu.
    Stálá zatížení vnitřních nosných stěn sestávají ze zatížení od vlastní váhy stěn a zatížení od stropních a střešních konstrukcí. Způsob stanovení zatížení od obou uvedených druhů konstrukcí se liší.
    U svislých stěn počítáme přímo jejich váhu na jeden běžný metr, u pilířů násobíme toto zatížení ještě zatěžovací šířkou vycházející z velikosti okolních otvorů ve stěně. V podstatě můžeme říci, že stanovujeme zatížení pilíře z délky stěny, která na pilíř připadá. Většinou se jedná o délku sestávající z šířky pilíře a polovin světlostí sousedních otvorů ve stěně.
    Pro zatížení od stropních konstrukcí počítáme s reakcí z plochy, která k pilíři či stěně přiléhá ze stropu. Velikost této reakce se určí geometricky ze zatěžovací plochy působící na pilíř nebo z výpočtu reakcí od stropní konstrukce a průvlaků nad pilířem. O tom, jaký z uvedených postupů se užije, rozhodne projektant podle statického schématu stropu a průvlaků. Při prostém uložení vodorovných prvků lze vycházet ze zatěžovací plochy. Ta vychází do poloviny světlosti okolních traktů stropu. Při staticky neurčitých stropních konstrukcích se užije výpočet reakcí. Takto postupujeme pro spojité stropní desky a spojité stropní nosníky a spojité průvlaky.
    Pro určení velikosti působícího zatížení od vlastní hmotnosti stěn využíváme rozměrů stěn z projektové dokumentace, zejména tloušťky a výšky stěn, a dále objemových hmotností použitých materiálů. Tyto určíme nejlépe z citované normy ČSN EN 1991-1-1. Pokud zde údaje nenajdeme, lze použít údajů výrobce. Zde ale pozor na převzetí správné hodnoty objemové váhy, neboť je nutno uvažovat hodnotu při optimální vlhkosti materiálu, a nikoli hodnoty uváděné pro suché stavivo. U pórobetonu Ytong jsou uváděny obě zmíněné hodnoty objemových hmotností. Do váhy musíme započítat i vrstvy malty a omítky.

    Proměnné zatížení se sestavuje podle výše uvedených norem Eurokódu 1 z normativních hodnot zatížení na jeden metr čtvereční vynásobených zatěžovací plochou nebo ze zatěžovacích stavů ze statického výpočtu stropních a střešních konstrukcí. Účinek na stěnu nebo pilíř je stanoven podle shodných pravidel, která jsou uvedena u stálých zatížení na stropních konstrukcích (podle statického schématu – reakce z výpočtu vodorovných konstrukcí nebo působící zatěžovací plocha od stropu).

    Mezní stavy únosnosti nosného prvku představují krajní stav při zřícení nebo při jiném poškození konstrukce. Naším úkolem je prokázat, že působící zatížení na konstrukci, v našem případě na zděném pilíři či stěně, vyvozuje největší možné účinky a jeho hodnota je vždy menší nebo rovna hodnotě únosnosti za mezního stavu. Ze čtyř mezních stavů únosnosti uvedených v ČSN EN 1900 (STR, EQU, FAT a GEO) pro zdivo použijeme pro výpočet pilířů a stěn stavů EQU a STR. Při mezním stavu označeném EQU se jedná o ztrátu statické rovnováhy konstrukce nebo její části. Jde o stabilitu konstrukce proti účinku vnějších sil. U zdiva se jedná například o posouzení volného vnějšího pilíře nebo zdi na účinky větru. Pro vnitřní stěny má význam pouze za stavu výstavby. Při mezním stavu STR se jedná o vnitřní poruchu nebo nadměrnou deformaci konstrukce. Rozhoduje pevnost konstrukčního materiálu. Jde o výpočet nosnosti konstrukce, v našem případě pilířů střední stěny.

    Kombinace zatížení pro trvalé a dočasné návrhové situace (základní kombinace) je základní uvažovanou kombinací zatížení pro mezní stav STR. Pro součet účinků zatížení od vlastních hmotností a od užitných zatížení se užívá kombinačních rovnic uvedených v ČSN EN 1990. Do níže uvedené obecné rovnice dosazujeme hodnoty zatížení a součinitelů stanovených v uvedené normě.

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

    Pro většinu případů po uvážení volíme součinitel modelové nejistoty γSd = 1

    Ostatní symboly:

    Ed statická veličina, hodnota působícího zatížení
    γg,jdílčí součinitel (j-tého) stálého zatížení
    Gk,j charakteristická hodnota (j-tého) stálého zatížení
    γq,1 dílčí součinitel (prvního) proměnného zatížení
    Qk,1 charakteristická hodnota (prvního) proměnného zatížení
    γq,i dílčí součinitel (i-tého) stálého zatížení
    ψ0,i součinitel pro kombinační hodnotu (i-tého) proměnného zatížení
    Qk,i charakteristická hodnota (i-tého) stálého zatížení



    Na rozdíl od dřívější praxe s různou hodnotou součinitelů zatížení pro různé materiály a velikosti nahodilých zatížení podle původní ČSN 73 0035 zavádí eurokód jednotné hodnoty součinitelů pro stálá a proměnná zatížení. Proto je nutné a výhodné provést součty charakteristických hodnot stálých zatížení (váhy a vrstev konstrukce) bez součinitelů a kombinaci provést s vynásobením součiniteli zatížení až pro výsledné hodnoty. Tím přímo vytvoříme uvedenou základní kombinaci.

    Pro sestavení účinků stálého a proměnného zatížení na jednotlivé konstrukce nebo objekty používáme základní kombinaci zatížení. Tyto základní kombinace zatížení používáme pro trvalé a dočasné návrhové situace. Tím je třeba rozumět, že tyto návrhové situace mohou u objektu trvat stále a nastat kdykoliv, nebo mohou nastat jen v určitém časovém období užívání. Většinou uvažujeme obě návrhové situace společně v jednom výpočtu.

    Výchozí tvar rovnice po úpravě vychází z předchozí obecné rovnice:

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

    Pro výpočet volíme jeden z vybraných výrazů označený v normě ČSN EN 1990 a její národní příloze (NA) jako výraz 6.10 (str. 72 normy). Základní výraz 6.10 dává konzervativní a nejvyšší účinky. Postup užívá standardních a nejvyšších hodnot součinitelů zatížení, a to s hodnotou 1,35 pro stálá zatížení a 1,5 po zatížení proměnná. V textu je postup označen jako varianta A.
    Pro snížení účinků zatížení můžeme užít dvojici výrazů 6.10a a 6.10b, ale musíme porovnat jejich účinky a užijeme horší varianty. Tento postup je označen jako varianta B. Postup zavádí součinitel redukční ξ = 0,85, který slouží ke snížení návrhové hodnoty stálého zatížení u rovnice 6.10b. Celkově je postup pracnější, a proto často bývá užito konzervativnějšího a jednoduššího postupu 6.10.

    Varianta A – 6.10 v obecném tvaru
    1,35 × G + 1,5 × Q + 1,5 × ψ0 × Q1
    Varianta B v obecném tvaru
    6.10a: 1,35 × G + 1,5 × ψ0 × Q1 + 1,5 × ψ1 × Q2
    6.10b: 1,35 × ξ × G + 1,5 × Q + 1,5 × ψ0 × Q1

    Varianta A po dosazení hodnot součinitelů
    6.10: 1,35 × G + 1,5 × Q + 1,5 × 0,7 × Q1
    Varianta B po dosazení hodnot součinitelů
    6.10a: 1,35 × G + 1,5 × 0,7 × Q1 + 1,5 × 0,5 × Q2
    6.10b: 1,35 × 0,85 × G + 1,5 × Q + 1,5 × 0,7 × Q1


    Výsledná rovnice základní kombinace zatížení pro velmi obvyklé použití se stálým a jedním užitným zatížením, tj. například s vlastní hmotností zdiva a stropu a užitným zatížením na podlahách

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

    Pro stanovení maximálních účinků zatížení na stěnu nebo pilíř máme z uvedených obou variant A nebo B možnost volit jeden postup. Stanovený účinek zatížení musí být menší nebo nejvýše roven vypočtené únosnosti prvků, tj. v našem případě pilíře či stěny.


    Obr. 2 – Schematické znázornění postupu statického výpočtu

    Statický výpočet nosnosti zdiva provádíme standardně podle ČSN EN 1996-1-1 nebo pro jednoduché objekty podle ČSN EN 1996-3 za splnění podmínek zjednodušení výpočtu uvedených v citované normě. Rovnice pro stanovení únosnosti jsou uvedeny také v předchozím článku o nadzákladovém zdivu.

  • Tloušťky vnitřních stěn

    Tloušťky vnitřních nosných stěn z pórobetonu jsou odvislé od působícího zatížení a užitých materiálů. Nejvíce užívanými tloušťkami je 250 mm a 300 mm. Vnitřní stěny u přízemních až třípodlažních objektů provádíme většinou v tloušťce 300 mm. Přesné tvárnice s touto tloušťkou jsou výrobcem dodávány s označením P2-400, P2-500, P4-500, P4-550 a P6-650. Pro značku P4-500 až P6-650 je možné použít tvárnic tloušťky 250 mm. Menší tloušťka stěny znamená úsporu místa. Pro větší působící zatížení volíme větší tloušťku 375 mm. Ta je vyráběna jen pro pórobeton značky P2-400 a P4-500. Tvárnice s nejvyšší pevností P4-550 nebo P6-650 volíme, pokud staticky nevyhoví pórobetony nižší pevnosti.

    Pevnost přesných tvárnic je obecně vyšší, nežli je pevnost u tvárnic pro obvodové tepelně izolační zdivo.

    Tab.1 - Označení tvárnic, jejich tloušťky a základní pevnosti

    Značka pórobetonu P2-400 P2-500 P4-500 P4-550 P6-650
    pevnost zdicích prvků v tlaku fb
    (MPa)
    2,6 2,8 4,2 5,0 6,5
    charakteristická pevnost zdiva v tlaku fk
    (MPa)
    1,80 1,93 2,71 3,14 3,93
    rozměry pro tloušťku stěny (mm) 300
    375
    300 200
    250
    300
    375
    250
    300
    200
    250
    300
  • Štíhlostní poměr stěn

    Nosné stěny z pórobetonu se navrhují v základních tloušťkách 250, 300, 375 mm nebo popřípadě i 200 mm. Pro soudobé konstrukce můžeme tloušťku snížit s ohledem na zajištění následujících principů:

    • zavázání svislé konstrukce do tuhé stropní konstrukce
    • použití únosnějších materiálů
    • zajištění příčného rozepření stěnami nebo pilíři

    Štíhlost konstrukcí dle ČSN EN 1991 lze volit až do poměru 27, avšak při zajištění dostatečné únosnosti a opření konstrukce do stropní konstrukce. Minimální tloušťka nosné stěny je normativně doporučena na 140 mm. Jde o hodnotu použitelnou jen při malém zatížení a vysoké pevnosti zdiva. Tloušťku volíme vždy větší, obvykle u pórobetonu 250 mm nebo lépe 300 mm.

    Tloušťka nosných stěn v seismických oblastech je upravena Eurokódem EC8 na minimálně 240 mm. Určení oblastí je podrobněji popsáno v ČSN EN 1998. Pro běžné konstrukce vnitřních stěn a pilířů a výšky je vhodné dodržet maximální štíhlostní poměr 15, kdy lze výstřednost vlivem dotvarování označenou ek uvažovat rovnou nule. Při užití štíhlostního poměru 15 pro běžné světlé výšky podlaží vycházejí pro informaci minimální tloušťky nosných stěn uvedené tabulce č.2.

    Tab. 2 – Vybrané tloušťky stěn pro nejvíce užívané světlé výšky prostor

    Štíhlostní poměr h/tef do 27, v ČR doporučena do15, kdy lze výstřednost vlivem dotvarování uvažovat rovnou nule. Pro poměr 15 vychází:

    výška 2700 mm /byty/ 175 mm - 180 mm
    - 3000 mm /kanceláře/ 200 mm
    - 3300 mm 220 - 225 mm
    - 3600 mm 240 mm
     
    Pro běžně užívané konstrukce s výškou podlaží do 3 metrů o tloušťkách 300 nebo 250 mm se štíhlost pohybuje na nižších hodnotách:
    - výška 2700 mm, tl. 300 mm štíhlost 9
    tl. 240 mm   11,25
    - výška 3000 mm, tl. 300 mm štíhlost 10
    tl. 240 mm   12,5
    - výška 3600 mm, tl. 300 mm 12
    tl. 240 mm   15
     

    Minimální tloušťka nosné stěny je normativně v NA doporučena na 140 mm. To odpovídá při dodržení poměru 19,64 při výšce 2 750 mm.

     
  • Oslabení průřezů vnitřní stěny

    Vnitřní stěna je běžně oslabena otvory, které způsobují, že zatížení musejí přenést její zbylé části a pilíře.

    Oslabení souvislé vnitřní stěny je prováděno z následujících důvodů:

    • dveřní otvory, otvory pro zasklení nebo průchody
    • vynechání části stěny z důvodu uvolnění dispozice
    • příčné rozměrově velké prostupy pro instalace, např. vzduchotechniku
    • rozvodné skříně a zařízení umístěné ve stěně, např. pro elektroinstalaci nebo vytápění
    • svislé drážky pro zabudovaná potrubí (kanalizace, vzduchotechnika)
    • svislé šachty pro větrání nebo různé rozvody
    • zapuštěné komíny – vytvářejí přerušení nebo oslabení zdiva osazením komínových tvárnic
    • vložení jiných prvků (např. průchody nosníků)

    Uvedené důvody oslabení stěny vedou ke zmenšení plochy zdiva a koncentraci zatížení na menší okolní plochu stěny nebo pilíře. Pilíře jsou pak rozhodujícím prvkem konstrukce z hlediska nosnosti stěny.

    V normě pro navrhování zděných konstrukcí ČSN EN 1996-1-1 (EC 6) je v tabulkách v části 8.6 (str. 80 normy) uvedena velikost, hloubka a délka drážek bez ověření, které jsou přípustné v nosném zdivu, aniž bychom prováděli zvláštní konstrukční a návrhové opatření. Tímto je myšleno, že pokud navrhneme nosné zdivo dle postupu podle EC 6 a dodržíme velikost drážek, je návrh staticky vyhovující. Tabulky jsou rozděleny pro svislé, vodorovné a šikmé drážky a jejich obsah je uveden v tabulkách na obrázku č. 4 a 5.

    U stěn o tloušťce 300 mm a méně tedy nelze provádět svislé drážky hlubší než 30 mm a vodorovné hlubší než 15 mm, eventuálně omezeně 25 mm. Z uvedeného vyplývá, že u štíhlých vnitřních stěn je nutno vést všechny rozvody instalací kromě elektrických kabelů v předstěně nebo nízkém soklu. To samozřejmě platí kategoricky pro pilíře, které nelze pro menší plochu dodatečnými zásahy oslabit. Je tudíž správné neumísťovat na pilíře rozvodné krabice a vedení instalací. Zde může dojít ke střetu s představami stavebníka nebo realizační firmy o umístění rozvodů. V případě prověření je správné provést statický posudek pro oslabený průřez pilíře nebo stěny.

    Přípustné vodorovné, šikmé a svislé drážky ve zdivu bez ověření

    Tab.3 - Vodorovné a šikmé drážky ve zdivu bez ověření výpočtem

    Tloušťka stěny
    (v mm)
    Největší hloubka
    (v mm)
    neomezená délka
    Největší hloubka
    (v mm)
    délka max. 1,250 m
    Maximální velikost profilu

    Drážky
    85–115 0 0  
    116–175 0 15 15 x 55
    15 x 85
    176–225 10 20 20 x 110
    226–300 15 25 25 x 125
    25 x 150
    Více jak 300 20 30 30 x 150

    Poznámky:
    a/ drážky uvažovány pouze jednostranně
    b/ zachovat min. 500 mm mezi otvorem a drážkou
    c/ šířka drážky vždy jen jako polovina tlouštky stěny
    d/ vodorovně mezi drážkami ponechat více nežli dvojnásobek délky delší drážky

    Tab.4 - Svislé drážky a výklenky ve zdivu bez ověření výpočtem

    Tloušťka stěny
    (v mm)
    Největší hloubka
    (v mm)
    Největší šířka
    (v mm)
    Nejmenší tlouštka po oslabení Největší šířka
    (v mm)
    85–115 30 100 70 m300
    116–175 30 125 90 300
    176–225 30 150 140 300
    226–300 30 175 175 300
    Více jak 300 30 200 215 300
  • Pilíře

    Pilíře jsou svislé nosné prvky, které z důvodu svých rozměrů nelze popsat ani jako sloupy a ani jako stěny. Pilíře užíváme při velkých otvorech v nosných zdech určených k propojení dispozice stavby a u vnějších stěn při tvorbě fasády s okenními otvory. Umístění pilířů může mít pravidelný, nebo nepravidelný charakter.

    Pilíře představují masivnější a průřezově větší konstrukci než sloupy. Jestliže pro sloupy uvažujeme, že jejich šířka a tloušťka mohou být shodné nebo v poměru maximálně jedna, pro pilíře výrazně roste šířka proti tloušťce zdiva. Můžeme si stanovit, že šířka pilířů se pohybuje mezi 2 až 4 tloušťkami zdiva nebo i více. Výrazu pilíř používáme také pro velmi masivní zděné sloupy.

    Pilíře rozlišujeme podle výšky provedení na dva základní typy – pilíře na celou výšku podlaží a pilíře na menší výšku mezi otvory ve stěně. Tyto pilíře mají spodní část spojenou s parapety pod otvory a tato část vytváří pod pilíři souvislou nízkou stěnu.

    Nosné pilíře z pórobetonových tvárnic je teoreticky možné provádět od rozměru 0,175 x 0,25 m nebo 0,15 x 0,30 mm při ploše 0,045 m². Normy připouští plochu pilíře nad 0,04 m². Takové pilíře jsou ale velmi málo únosné, štíhlé a v rozměru, který je třeba z tvárnic délky 599 mm vyříznout. Z praktických důvodů má význam použít pro pilíř jako minimální rozměry 0,25 m x 0,25 m, které pro oba směry vybočení mají stejné geometrické předpoklady. Takový pilíř je ale možné většinou použít jen mezi úzkými dveřními otvory anebo u nízkopodlažních staveb. Ze statických důvodů doporučuji u pórobetonu šířku pilíře alespoň 500 mm.

    Pro stanovení minimálního rozměru pilíře platí, že musíme vycházet z působícího zatížení a nosnost ověříme statickým výpočtem. U běžných staveb použijeme standardní metody dle ČSN EN 1996-1-1, u jednoduchých staveb a pro předběžné návrhy postupujeme podle ČSN EN 1996-3 pro zjednodušený výpočet. Zdivo pilířů prováděné z přesných tvárnic maltujeme i ve svislé styčné spáře pro zajištění kompaktnosti pilíře a zajištění vazby zdiva. Pro statický výpočet únosnosti pilíře uvažujeme jeho skutečný půdorysný rozměr a výšku odpovídající světlé výšce.

    Obr. 3 – Znázornění uvažované výšky pilíře h ve výpočtu

  • Uložení průvlaků

    Kromě zmenšení průřezu stěny otvory je třeba posoudit stěnu i v místě uložení průvlaků. Při velkých otvorech ve zdivu, a to většinou již nad 2,5 metru šířky, jsou na pórobeton v uložení průvlaků přenášeny významné reakce. Tyto reakce je potřeba roznést na co největší plochu zdiva. Toho dosáhneme velkou navrženou šířkou průvlaků a zvětšenou délkou jejich uložení.

    Působení průvlaků na pórobetonové zdivo je třeba rozdělit na dva následující případy:

    • průvlak je osazen v rovině zdiva a působí jako překlad pro velký otvor ve stěně
    • průvlak je osazen příčně, tj. kolmo na zdivo a přenáší zatížení od stropní konstrukce nebo i od příčné příčky nebo sloupku krovu ve vyšším podlaží

    Průvlaky nad otvory v pórobetonovém zdivu ukládáme nejlépe na celou tloušťku zdiva a na délku nejméně 250 mm od kraje ostění. Tím dosáhneme roznesení zatížení na větší část zdiva. Pokud se průvlak uloží jen na část zdiva, má být poloha osy reakce od průvlaku nejvýše v jedné čtvrtině tloušťky zdiva od osy stěny.

    Pro průvlaky nesoucí velkou část stropů a střechy provádíme v uložení roznášecí železobetonový práh, a to většinou na výšku vrstvy zdiva, tj. 250 mm. V místě uložení průvlaků provádíme u zdiva promaltování svislé spáry mezi tvárnicemi. Toto promaltování se provádí pod uložením nejméně ve dvou řadách v řadě tvárnic, a to v té, na níž průvlak leží, a v další spodní řadě.

    Ocelové průvlaky osazujeme na roznášecí desku a podbetonování nebo zesílenou betonovou mazaninu, aby bylo dosaženo roznesení na celou úložnou plochu zdiva. Tloušťka mazaniny má být pro běžná uložení alespoň 50 mm z betonu C20/25, při koncentrovaných účincích průvlaků silnější dle statického návrhu. Celé problematice průvlaků a překladů bude věnován samostatný článek s obrázky.

  • Soustředěná zatížení

    V místě uložení průvlaku je pórobeton zatížen v dosedací ploše. Tato plocha je také nazývána zatížená plocha. Pevnost pórobetonu zavádíme jeho návrhovou hodnotou pevnosti v tlaku fd získanou podělením hodnoty charakteristické pevnosti zdiva v tlaku fk součinitelem materiálu. Ten má pro pórobeton a návrhovou maltu hodnotu 2,5. Vydělením obou hodnot a následně vynásobením zvětšovacím součinitelem b získáme výslednou sílu, kterou má zdivo v uložení přenést. Hodnota zvětšovacího součinitele může nabývat hodnot od 1 do 1,5 a závisí na umístění a velikosti dosedací plochy. Výpočet můžeme provést podle vzorce v normě ČSN EN 1996-1-1 na straně č. 57 a předpokládáme jeho rozbor v další sérii článků.

    Pokud se nachází dosedací plocha přímo na líci zdiva a je průvlak uložen na více jak 45 % plochy zdiva, pak má zvětšovací součinitel hodnotu 1. Toto je většina případů uložení. Snažíme se, aby soustředěné zatížení působilo pokud možno v ose stěny a na celou šířku stěny. Vytváříme zmíněný roznášecí práh. Při posouzení je třeba započítat do účinků na zatíženou plochu v místě uložení nejen hodnotu zatížení od průvlaku, ale i účinky od váhy zdiva a konstrukcí nad průvlakem.

    Při uložení průvlaků na stěně tloušťky 300 mm z pórobetonu značky P2-400 je možno uvažovat s reakcí včetně váhy výše uloženého zdiva až 50 kN. Jde o návrhovou hodnotu zatížení. Hodnota platí pro délku uložení 250 mm a roznesení zatížení na celou šířku zdiva.

  • Vápenopískové tvárnice Silka

    Vápenopískové tvárnice užíváme pro jednotlivé pilíře a nosné stěny spodních podlaží vícepodlažních objektů při vysokých hodnotách zatížení. Použijeme je také, pokud staticky nevyhoví pórobetonové zdivo z tvárnic značky P4-500 až P6-650.

    Vápenopískové tvárnice jsou dodávány ve dvou pevnostních třídách, v první s pevností 20 MPa a ve druhé s pevností 12 MPa. Jejich charakteristická pevnost v tlaku činí 10,2 MPa pro tvárnice označené P20-2000 a 6,6 MPa pro tvárnice P12- 1800. Hodnoty jsou až čtyřikrát lepší nežli pro pórobetonové tvárnice značky P2-400. Technické vlastnosti tvárnic Silka jsou uvedeny v tabulce č. 5.

    Tvárnice mají velkou objemovou hmotnost 20 kN/m3 a 18 kN/m3. Pro výpočet zatížení jsou tudíž asi třikrát až čtyřikrát těžší nežli pórobetonové tvárnice. Proto kromě pevnosti a únosnosti vynikají tvárnice i svými zvukově izolačními vlastnostmi.

    Tab. 5 – Vápenopískové tvárnice Silka pro vnitřní nosné stěny

    P20-2000 P12-1800
    pevnost zdicích prvků v tlaku fb (MPa) 20 12
    charakteristická pevnost zdiva v tlaku fk(MPa) 10,20 6,60
    rozměry pro tloušťku stěny (mm) 200
    240
    300
    300
  • Fotogalerie

  • Závěr

    Vnitřní nosné stěny z pórobetonu provádíme v tloušťce 300 mm, podle velikosti působícího zatížení můžeme volit i tloušťky tvárnic 250 nebo 375 mm. Závisí také na zvolené pevnosti pórobetonu. Délku pilířů volíme co největší, ale vždy nejméně 250 mm, lépe 500 mm. Pro pilíře je potřeba provést statický výpočet. Pokud pilíře staticky nevyhoví, použijeme pórobeton vyšší pevnosti označený P4-500, P4-550 nebo P6-650 nebo užijeme vápenopískových tvárnic Silka s pevností 12 nebo 20 MPa. Zdivo pilířů maltujeme i ve styčné spáře.

    Pro osazení soustředěných břemen navrhujeme co největší roznášecí plochu, nejlépe na celou tloušťku zdiva. Délku uložení volíme 250 mm.

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