Podklady pro cvičení- II. blok -...
Transcript of Podklady pro cvičení- II. blok -...
Katedra konstrukcí pozemních staveb K124 T.Pavlů, J. Pazderka
PS01 - cvičení 2016/17
1
Pozemní stavby 1
Podklady pro cvičení- II. blok
Úloha 7
Návrh vnitřního schodiště
Cíl úlohy
Celkový návrh hlavního schodiště budovy, zahrnující konstrukčně-materiálové řešení
schodišťových ramen, podest a mezipodest, geometrie a konstrukce schodišťových stupňů,
zábradlí, návrh prvků pro eliminaci kročejového hluku, návrh navazujících kompletačních
konstrukcí, přizpůsobení návrhu požadavkům požární bezpečnosti. Předmětem úlohy 2 je
komplexní návrh schodišťového prostoru jako celku.
Legislativa
Výchozím podkladem pro navrhování schodišť je norma ČSN 73 4130 Schodiště a šikmé rampy
– Základní požadavky, vydaná v březnu 2010.
Nastudovat z přednášek:
Základní názvosloví schodišť (stupeň, podesta, zrcadlo, apod.), třídění schodišť podle funkce
(hlavní, vedlejší, apod.), třídění podle materiálu (ŽB, ocelové, dřevěné, apod.), třídění podle
půdorysného tvaru ramen (přímé, zakřivené, apod.), třídění podle sklonu (běžná, strmá, apod.),
třídění podle konstrukčního řešení (desková, schodnicová, vysutá, apod.).
Volba materiálového řešení
Pro účely úlohy 2 na cvičení PSA2 bude navrženo železobetonové schodiště (nejčastější varianta
řešení hlavního schodiště v pozemních stavbách). Schodiště je možné navrhnout jako ŽB
prefabrikované, nebo ŽB monolitické. Konstrukčně mohou být schodišťová ramena řešena jako
desková (doporučeno pro PSA2) nebo schodnicová. Návrh musí být proveden v interakci
s nosnou konstrukcí budovy (např. do ŽB prefabrikovaného skeletu nenavrhujeme ŽB
monolitické schodiště).
Volba tvarového řešení a počtu ramen
Vzhledem k tvaru půdorysu zadaného schodišťového prostoru (úloha 1) je logické schodiště
navrhnout jako dvouramenné s přímými rameny, schodiště se zakřivenými rameny není pro
daný typ budovy (administrativa) vhodné.
Katedra konstrukcí pozemních staveb K124 T.Pavlů, J. Pazderka
PS01 - cvičení 2016/17
2
ŽB deskové schodiště ŽB schodnicové schodiště
Zdroj: Ing. Petr Kacálek
Konstrukční řešení ŽB deskového schodiště
Způsob uložení schodišťových desek na nosné konstrukce budovy vychází ze statického
schématu schodiště, s ohledem na konstrukční systém objektu.
ŽB desková schodiště se snažíme vždy navrhnout bez „viditelných“ podestových nosníků
(podestové nosníky = 50. léta). „Viditelné“ podestové nosníky navrhujeme pouze ve
specifických případech, kdy si to konstrukce schodiště „vynutí“ (např. v případě velmi
širokého schodišťového zrcadla nebo u některých druhů konzolových schodišť) nebo
v případech, kdy je podestový nosník nezbytný z hlediska navazujících konstrukcí.
Základní varianty statického řešení deskového dvouramenného schodiště (bez „viditelných“
podestových nosníků):
typ „deska do desky“ 1x lomená deska 2x lomená deska
Katedra konstrukcí pozemních staveb K124 T.Pavlů, J. Pazderka
PS01 - cvičení 2016/17
3
Typickým problémem u skeletových systémů je uložení mezipatrové podesty. Schodišťový
prostor v ŽB skeletu proto obvykle navrhujeme v návaznosti na ztužující jádro, nebo u ztužující
stěny - mezipodesta je v těchto případech uložena na nosné ŽB stěně. Pokud je však schodišťový
prostor v ŽB skeletu situován mimo nosné stěny (to je případ budovy z úlohy 1, tzn. náš případ),
je třeba pro uložení mezipodesty navrhnout doplňující konstrukce, jako jsou např.:
podpůrné ŽB stěny přes ½ výšky podlaží (s mezipodestou tvoří rám)
ŽB rámová (příp. desková) „táhla“ = vložený rám s taženými stěnami
vložený mezipatrový průvlak (omezuje dispozici !)
podpůrné ŽB stěny přes ½ výšky podlaží vložený mezipatrový průvlak
Typologický návrh schodišťového prostoru - půdorys
Při návrhu půdorysných rozměrů schodiště vycházíme ze dvou hledisek:
o Typologie
o Požární bezpečnost (schodiště je téměř vždy současně požární únikovou cestou)
Nejprve navrhneme průchodnou šířku schodišťového ramene. Průchodná šířka
ramene má být dle ČSN 73 4130 násobkem 600 mm, což je šířka průchodného pruhu pro
jednoho dospělého člověka (v odůvodněných případech lze šířku pruhu zmenšit až na 550
mm). Nejmenší průchodná šířka ramen hlavního schodiště je podle ČSN 73 4130:
o Rodinné domy: 900 mm
o Bytové domy: 1100 mm
o Bezbariérové stavby: 1500 mm
Zároveň musí šířka ramen vyhovovat ČSN 73 0802 Požární bezpečnost staveb – nevýrobní
objekty (podle počtu požárních únikových pruhů).
Konstrukce zábradlí a madel může do průchodné šířky ramene zasahovat
maximálně 100 mm.
Katedra konstrukcí pozemních staveb K124 T.Pavlů, J. Pazderka
PS01 - cvičení 2016/17
4
Šířka schodišťového ramene (br):
Jeden pruh min. 550 mm (požární
požadavek)= dva pruhy 1100 mm
Jeden pruh pro dospělého min. 600
mm (požadavek pro AB)= dva
pruhy 1200 mm
Šířka schodišťového prostoru bs:
bs= br+zr+br
Průchodná šířka podlažní podesty musí být nejméně o 100 mm až 200 mm větší, než je
průchodná šířka přilehlých ramen.
Průchodná šířka mezipodlažní podesty se musí rovnat nejméně průchodné šířce
přilehlých ramen.
Do průchodné šířky podest nesmí zasahovat žádné další konstrukce (např. komínové
těleso, hydrant apod.), ani do ní nesmí zasahovat otevírání dveří – viz obrázky níže.
Směr otevírání dveří oddělujících schodišťový prostor vychází z požární bezpečnosti –
dveře se musí otevírat vždy ve směru úniku!
Minimální šířka (mezi)podesty bez dveří Minimální šířka (mezi)podesty s dveřmi
otvíravými do prostoru (mezi)podesty
Návrh rozměrů schodišťových stupňů
Rozměry schodišťového stupně vycházejí z projektovaného sklonu schodišťového
ramene. V běžných případech (např. bytové domy) navrhujeme sklon schodišťového
ramene v intervalu 25° - 35°. U rodinných domů může být sklon schodišťového ramene
až 41O za předpokladu, že konstrukční výška nepřesahuje 3m.
Všechny stupně v rameni musí mít shodnou výšku i šířku.
V jednom schodišťovém rameni musí být podle ČSN 73 4130 nejméně 3 stupně a
maximálně 18 stupňů, avšak doporučuje se maximálně 16 stupňů v rameni.
Katedra konstrukcí pozemních staveb K124 T.Pavlů, J. Pazderka
PS01 - cvičení 2016/17
5
Optimální výška stupně se pro schodiště o sklonu v intervalu 7°- 45° pohybuje v rozmezí
150 mm až 180 mm (ČSN 734130, kap. 9.1.7).
V závislosti na konstrukční výšce KV (v tomto případě uvažováno od „čisté podlahy“
k „čisté podlaze“) tedy nejprve „nanečisto“ zvolíme výšku schodišťového stupně ho
v daném intervalu, následně zjistíme potřebný počet stupňů v rameni n. Počet stupňů n u
dvouramenného schodiště musí být sudé číslo!
𝒏 = 𝑲𝑽
𝒉𝒐
V dalším kroku zjistíme skutečnou výšku stupně h:
𝒉 = 𝑲𝑽
𝒏
Vypočtenou hodnotu h zaokrouhlíme pouze na jedno desetinné místo (tzn. např. h =
166,7 mm)
Šířku stupně b určíme podle výšky h ze vzorce:
𝟐 ∙ 𝒉 + 𝒃 = 𝟔𝟑𝟎 (𝒎𝒎)
Výslednou hodnotu b obvykle zaokrouhlujeme na 10 mm (např. b = 310 mm)
Nejmenší šířka stupně na výstupní čáře je 210 mm, nejmenší šířka stupnice je potom
250 mm.
Po vypočtení šířky stupně b je třeba ověřit, zda se schodiště půdorysně vejde do
schodišťového prostoru (včetně podesty a mezipodesty)
Pozor: Počet šířek stupňů b zobrazených v půdorysu je vždy o 1 menší, než počet výšek h.
Je však třeba uvažovat s tím, že kvůli návaznosti schodišťového ramene a mezi(podesty)
je třeba uvažovat s posunem o ½ stupně na obou stranách, nebo s posunem o stupeň.
Proto je třeba při výpočtu schodišťového prostoru počítat s 1 šířkou schodišťového
stupně navíc.
Katedra konstrukcí pozemních staveb K124 T.Pavlů, J. Pazderka
PS01 - cvičení 2016/17
6
Konstrukce schodišťových stupňů a jejich povrchová úprava
Konstrukční varianty schodišťových stupňů u ŽB deskového schodiště:
Monolitické ŽB stupně, které tvoří jeden celek s ŽB deskou
Nabetonované stupně (v kombinaci s monolitickým schod.) Nutné spřažení stupňů
s deskou (např. trny), minimální tl. nabetonávky musí být cca 30 mm
Prefabrikovaná schodišťová ramena (stupeň je součástí prefabrikátu)
Prefabrikované stupně (obvykle na monolitické desce)
Povrch schodišťových stupňů musí mít dostatečnou odolnost proti skluznosti (ČSN 734130 kap.
6.3). Povrchová úprava stupňů může být řešena mnoha způsoby – keramická dlažba, teraco,
cementová stěrka, kamenný obklad, PVC, apod.
Návrh geometrie schodišťových desek
Poloha a tvar ŽB desky schodišťového ramene vychází z geometrie schodišťových
stupňů, v závislosti na jejich konstrukci a povrchové úpravě.
Klíčový je návrh geometrie styku desek schodišťových ramen s podestou a mezipodestou.
Existuje několik variant řešení (viz obrázky níže).
Nezbytnou součástí návrhu výškového uspořádání konstrukcí schodiště je kontrola
podchozí výšky a průchodné výšky (viz přednášky).
Podchodná výška v každém místě schodiště musí být nejméně 2100 mm.
Průchodná výška musí být nejméně 1950 mm.
Podchodná a průchodná výška
Katedra konstrukcí pozemních staveb K124 T.Pavlů, J. Pazderka
PS01 - cvičení 2016/17
7
Nejčastější varianty geometrie styku desek schodišťových ramen s podestou:
A) Hrany stupňů v jedné rovině = zrcadlo zasahuje do podesty (obvykle o b/2):
B) Hrany stupňů posunuty o celý jeden stupeň = půdorysný posun ramen:
Katedra konstrukcí pozemních staveb K124 T.Pavlů, J. Pazderka
PS01 - cvičení 2016/17
8
Schodiště z pohledu akustiky
Schodiště je zdrojem hluku v budově. Hluk ze schodišťového prostoru se šíří zejména konstrukcí
(kročejový hluk), ale také vzduchem.
Šíření hluku konstrukcemi závisí na tzv. akustických mostech, resp. způsobu jejich
přerušení. Proto je třeba při návrhu schodiště vkládat do konstrukcí prvky pro omezení
šíření kročejového hluku.
Existuje mnoho konstrukčních prvků pro omezení akustických mostů v konstrukcích – viz
podklad „Ochrana proti šíření kročejového hluku ze schodišťového prostoru“ na
webu PSA2 cvičení. Tyto prvky obvykle nepřenášejí momenty, tzn. není možné je umístit
v místě tzv. rámového rohu (např. u 2x zalomené desky)
Při návrhu obalových konstrukcí schodišťového prostoru je třeba počítat s jejich
dostatečnou vzduchovou neprůzvučností. Např. u bytových domů by tyto konstrukce měly
splňovat požadavek Rw = 52 dB.
A) Přerušení akustického mostu- monolitická schodiště (kloubové uložení)
Přerušovač akustického mostu- Tronzole T
(3D pohled)
Přerušovač akustického mostu- Tronzole T
(2D pohled)
Zdroj: http://www.schoeck-wittek.cz/
B) Přerušení akustického mostu- prefabrikovaná schodiště (kloubové uložení)
Přerušovač akustického mostu- pružné uložení
(foto)
Přerušovač akustického mostu- pružné uložení
(2D pohled)
Katedra konstrukcí pozemních staveb K124 T.Pavlů, J. Pazderka
PS01 - cvičení 2016/17
9
Zásady zakreslování schodiště
Schodiště zakreslujeme podle ČSN 013420 Výkresy pozemních staveb – Kreslení výkresů
stavební části, kapitola 6.8.
V roce 2004 došlo ve zmíněné normě k některým změnám, způsob zakreslování schodiště
na starších výkresech tedy nemusí být již správný.
Zásady zakreslování schodiště si prosím nastudujte z podkladu „Zásady zakreslování
schodiště“ na webu PSA2 cvičení.
Katedra konstrukcí pozemních staveb K124 T.Pavlů, J. Pazderka
PS01 - cvičení 2016/17
10
Zadání úlohy 7a
Rozsah úlohy:
2 x A3
Zadání úlohy 7a:
Pro dvě varianty konstrukčních systémů z úlohy 2 navrhněte do vymezeného schodišťového
prostoru celkové konstrukčně-statické řešení schodiště. Proveďte předběžný návrh rozměrů
nosných prvků (ramena, podesty). Navrhněte geometrii schodišťových prvků (šířka ramen,
podest a rozměry schodišťových stupňů).
Specifikace zadání:
Konstrukčně-statické řešení obou navržených schodišť musí být vzájemně odlišné (není
možné např. navrhnout pro každou variantu 2x lomenou desku).
Výkres bude obsahovat výpočet, konstrukční schéma schodiště, včetně vyznačení jeho
osazení na nosné konstrukce.
Měřítko konstrukčního schéma může být libovolné
Z návrhu schodiště ve skeletu musí být jednoznačně patrný princip uložení mezipodesty
na nosné konstrukce (možno doplnit popisem).
Vzorové výkresy:
Vzorové výkresy B2-1 a B2-2 na webu PS01.
Katedra konstrukcí pozemních staveb K124 T.Pavlů, J. Pazderka
PS01 - cvičení 2016/17
11
Zadání úlohy 7b
Rozsah úlohy:
1 x A3
Zadání úlohy 7b:
V návaznosti na úlohu 7a zpracujte pro jednu vybranou konstrukční variantu schodiště půdorys
a řez schodišťového prostoru v podrobnosti prováděcí dokumentace. Výkres bude obsahovat
výsek půdorysu budovy v místě schodiště (včetně všech obalových konstrukcí schodišťového
prostoru), řez schodišťovým prostorem v typickém podlaží (se zobrazením 2 stropních
konstrukcí (tzv. řez přes 1,5 podlaží) a detail 1:10 v místě napojení schodišťových ramen na hlavní
podestu.
Specifikace zadání:
Půdorys a řez zpracujte v měřítku 1:50
Výkres bude obsahovat podrobnou legendu materiálů
V půdorysu musí být vyznačena poloha řezu (velmi tlustá čerchovaná čára)
Detail 1:10 lze v případě potřeby (nedostatek místa na výkresu) umístit na samostatný
výkres
V konstrukci schodiště bude uplatněn princip omezení šíření kročejového hluku (návrh
prvků pro omezení akustických mostů).
Součástí návrhu je i řešení zábradlí
Z výkresu musí být jednoznačně patrný princip uložení mezipodesty na nosné konstrukce
Obalové konstrukce schodiště musí splňovat požadavky z hlediska akustiky (Rw = 52 dB),
tzn. např. příčka tl. 100mm z tvárnic Ytong P2-400 nelze použít.
Vzorové výkresy:
Vzorová úloha B2-3 nebo B2-4 na webu cvičení PS01.
Ing. Tereza Pavlů, Ph.D.
(garant cvičení PS01- II. blok)
Katedra konstrukcí pozemních staveb doc. Ing. Jiří Pazderka, Ph.D.
2016/17 (přednášející PS01- II.blok)