Statické působení a jeho vliv na spolehlivost konstrukce
V poslední době se při posudkové činnosti často setkáváme s konstrukcemi, u nichž sice na rozdíl od mnoha jiných bylo možno jednoznačně stanovit statické schéma, s jasným statickým chováním. Přesto se chovaly z různých důvodů jinak, než předpokládal původní návrh. V článku jsou uvedeny některé příklady konstrukcí, u nich došlo k narušení statického působení nebo k jinému statickému chování, než bylo původně uvažováno v projektových dokumentacích (jiný způsob zatížení, nesprávná montáž, nedostatečné vyztužení apod.). Jedná se o vybrané konstrukce, které byly autory článku ověřovány v rámci posudkové a projektové činnosti.
Absolvent Fakulty stavební VUT v Brně, oboru pozemní stavby. Vedoucí Ústavu betonových a zděných konstrukcí FAST VUT v Brně. Autorizovaný inženýr pro statiku a dynamiku staveb a pro pozemní stavby v ČR a autorizovaný inženýr pro statiku staveb v SR. Soudní znalec v oboru stavebnictví. Zaměřuje se na navrhování betonových konstrukcí a jejich dlouhodobé sledování in-situ. Podílel se na řadě projektů nosných konstrukcí budov, hal, mostů či plavebních komor.
Níže prezentované příklady dokumentují význam statického schématu pro celkové správné fungování konstrukce. Článek je inspirován poznatky z článku Ing. Čížka [1], ve kterém se poukazuje na řadu problémů v navrhování prefabrikovaných konstrukcí.
Odstranění táhla u obloukové haly s táhlem
Jednalo se o jednolodní železobetonovou halu z padesátých let minulého století o rozpětí 18 m, umístěnou v zemědělském podniku. Nosnou konstrukci tvořil železobetonový obloukový vazník s ocelovým táhlem. Celkem byly použity čtyři vazníky kloubově uložené na železobetonových sloupech výšky 4,8 m. Sloupy byly vetknuty do základů. Rozteč sloupů v podélném směru haly byla 4 m. Spodní úroveň vrcholu vazníků nad podlahou byla 7,2 m (obr. 2). Přes vazníky byly ve třetině rozpětí umístěny železobetonové vaznice, které zajišťovaly ztužení haly v podélném směru. Nad vazníky byla střešní konstrukce z dřevěných příčných a podélných hranolů. Konstrukce vytvářela nad obloukovým vazníkem sedlovou střechu krytou vlnitými deskami. V hale byla umístěna technologická linka, která již dosloužila. Při demontáži této linky však také došlo k odřezání ocelových táhel dvou vnitřních obloukových vazníků (obr. 1). Jak je evidentní, táhla plnila významnou statickou funkci – přenášela vodorovné síly od obloukových vazníků. Následkem toho byly (vlivem tření) vodorovné síly z vazníku přenášeny přímo sloupy, které na toto zatížení nebyly navrženy a dimenzovány. Nastalo vodorovné vybočení sloupu o cca 300 mm (obr. 3). V patách sloupu vznikly mohutné trhliny šířky až 5 mm (obr. 4) a vrchol oblouku středních vazníků se prolomil o cca 0,5 m. Naštěstí nedošlo k celkovému kolapsu střechy a zranění lidí. Je zřejmé, že odstranění táhel způsobilo narušení základního statického schématu, a tedy i k poškození celé haly. Hala byla následně zbourána.
Zatížení rubu silážního žlabu zemním tlakem
Železobetonový silážní žlab délky cca 168 m a proměnné šířky od 23,9 do 26,7 m má členitý půdorys. Konstrukce je tvořena železobetonovou monolitickou úhlovou stěnou. Výška stěny žlabu dosahuje 5,68 m, tloušťka stěny je 0,3 m. Základ je šířky 1,8 m a tloušťky 0,3 m (obr. 5). Dno silážního žlabu je tvořeno železobetonovou deskou tloušťky 180 mm, uloženou nad základem úhlové stěny. Mezi deskou a základem úhlové stěny je štěrkový podsyp tloušťky 300 mm. Žlab se nachází ve svažitém terénu. Spodní podélná stěna žlabu je zasypána do výšky cca 0,8 m nad základovou desku, horní podélná strana je zasypána cca 3,3 m nad úroveň základové desky. Stěny žlabu měly být dilatovány po 18 m (přerušená podélná výztuž), po 6 m měly být provedeny tzv. řízené spáry s nepřerušenou výztuží. Dilatační spára je navržena zazubená. Spáry jsou těsněny PVC profily. Vyztužení žlabu je z vázané výztuže a kari sítě. Hlavní svislá nosná výztuž na zachycení tlaku od siláže je v patě stěny navržena Ø 14/120, v horní části poté Ø 12/240. Při vnějším povrchu je navržena v dolní části kari síť Ø 6/150/150, v horní části kari síť Ø 5/150/150. Kotvení do základové desky je zajištěno trny Ø 8/300 při jejím vnějším povrchu. Po dokončení stavby žlabu byl před zimou žlab poprvé naplněn siláží. Při postupném odebírání siláže se začaly na stěnách žlabu (z vnitřní i z vnější strany) objevovat mohutné trhliny. Největší poruchy byly viditelné v podélné stěně umístěné směrem do svahu.
Celý článek naleznete v archivu čísel 08/2017.