CZ298844B6 - Systém dodatecného vyztužení pro opravy statických poruch stenových panelu a styku panelu - Google Patents

Abstract

Systém dodatecného vyztužení pro opravy statických poruch stenových panelu a styku panelu využívá výztužné prvky z ocelových prutu se šroubovitým profilem pro spony /3/, které se usporádají pres porušené místo /1/ na panelu nebo ve styku dvou panelus tím, že jsou vlepeny do drážky /4/, pricemž konce spony /3/ jsou ukotveny v potrebné délce v rovné drážce /4/, v lomené drážce /4/, v kolmém nebo všikmém vrtu /5/ a /6/ a/nebo v libovolné kombinaci techto druhu kotvení, pricemž pred vlepením spony /3/ jsou v drážkách /4/ a vrtech /5/ a /6/ provedena lužka z injektované malty a vlepené spony /3/jsou ješte dokonale zality maltovou smesí, címž je zajišteno kvalitní ukotvení spony /3/ po celé její délce.

Description

Vynález se týká oblasti stavebnictví, konkrétně statických poruch stěnových panelů, zejména panelových domů ajejich oprav.

Dosavadní stav techniky

Na panelových domech se časem projevují statické poruchy a trhliny. Samotné panely jsou teoreticky speciální dílce s výbornými pevnostními vlastnostmi, ale nepřesnostmi při výrobě nebo nekvalitní použitou směsí mohlo dojít k lokálnímu oslabení a panel může pojistě době vystavení povětrnostním vlivům vykazovat statické poruchy a trhliny. Stejnými poruchami nebo úplnou absencí původní výztuže trpí styky mezi panely.

Současný stav panelových domů lze podle dosud známých metod opravovat jednak sepnutím panelů ocelovými lany nebo táhly nebo vyztužovat speciálními tenkostěnnými lamelami. Tyto způsoby oprav mají řadu vážných nedostatků.

Při sepnutí více panelů pomocí ocelových lan nejsou opraveny samotné porušené panely, navíc v místech upínacích šroubů je vnášeno nežádoucí napětí a ani z estetického hlediska není tento způsob vyhovující. Nehledě na to, že mnohé druhy poruch na panelovém domě tento způsob neřeší vůbec.

Speciální tenkostěnné lamely z ušlechtilé oceli jsou technologií vhodnou a určenou k posílení tahové únosnosti betonu, ale tuto technologii nelze aplikovat jako komplexní výztužný systém pro opravu panelového domu.

Jako další známá metoda zajišťování poruch panelů by mohla být použita ocelová bandáž, tvořená příložnými ocelovými profily, vzájemně svařenými. Tato metoda má však rovněž řadu zásadních nevýhod. Příložná masivní konstrukce, která nesanuje samotný panelový prvek, ale pouze ho bandážuje, má zachytit síly a zatížení, která samotný panel již nepřenáší. Její aplikace by byla technologicky náročná, konstrukce není zabudována do panelu, není zajištěna ochrana proti korozi, má vysokou hmotnost.

Metoda dodatečných injektáží, která patří k metodám nevýztužným, může být použita pouze pro lokální zvýšení účinnosti materiálu panelu.

Pro statické opravy panelových domů, kde se musí předpokládat nehomogenita a poréznost stávajících materiálů, je možné použít takzvané chemické kotvení výztužných prvků. Při chemickém kotvení se v konstrukci nevyvíjí nová napětí, což se děje při mechanickém kotvení, kdy se ocelové kotvy upínají do konstrukce rozepřením kotevní části. To je vhodné kotvení do kvalitních homogenních materiálů. Nehomogenní materiál by byl silou vyvinout rozepřením mechanické kotvy deformován.

Příklad dosud známého mechanického kotvení je popsán v patentovém spisu SU 1680912, který řeší zesílení stavebních konstrukcí výplní otvorů v zesilované konstrukci, kdy vzdálenost mezi otvory je větší, než rozměr střední části táhla ve tvaru U, dále instalaci ohnutých konců táhla do otvorů a vytvoření v nich napětí a za účelem zjednodušení procesu zesílení se nejprve první otvor, jehož osa je kolmo k povrchu zesilované konstrukce, zaplní adhezní směsí, poté se do otvoru instaluje ohyb táhla ve tvaru U, v původní poloze v tupém úhlu ke své střední části, poté se vyplní druhý otvor, jehož osa je kolmo k povrchu zesilované konstrukce, v místě dotyku

-1 CZ 298844 B6 druhého ohybu táhla, které se nachází ve výchozí poloze v pravém úhlu k jeho střední části a po vytvrzení adhezní směsi v prvním otvoru vytvářejí napětí v táhlu zatlučením ohybu táhla, které se nachází v pravém úhlu, do druhého otvoru předem vyplněného adhezní směsí.

Použitím způsobu zesílení stavebních konstrukcí podle vynálezu SU 1680912 dochází k zaháknutí železného prvku ve tvaru U za stávající materiál, prvek se o něj opře, tím pádem se řádně nezalepí ve spáře zálivkovým materiálem a vzniká napětí.

Známé kotvení pomocí chemických patron, kdy kotevní hmota, vzniklá rozmícháním kapsle ve ío vrtu, má expanzní vlastnosti a je poměrně řídké konzistence, je nevhodné pro použití v porézních materiálech jako jsou nekvalitní betony. Navíc tato metoda není vhodná pro větší hloubky kotvení z důvodu nezřetelnosti kvality materiálu na dně hlubokého vrtu. Vůbec pak nepřipadá v úvahu pro vlepení výztuže do otevřené drážky.

Hloubka kotvení a velký objem kotevní hmoty v drážkách je také limitujícím kritériem pro kotvení do pryskyřic, které je sice vysokopevnostní a použitelné v porézních materiálech, ale její efektní použití je pouze ve velmi malých a krátkých kotevních délkách.

Pro dodatečné vyztužování zděných konstrukcí je znám princip ocelového prutu HELIBAR sjeho HiFin profilem, známého zEP 0 494 723. Výztužný prut HELIBAR sjeho šroubovitým HiFin profilem vzniká vyválcováním oceli do profilu s jádrem s kruhovým průřezem a dvěma křidélky po celé délce a následujícím zkroucením celého profilu. Pruty HELIBAR jsou vyráběny z prvotřídní nerezové oceli.

Takové výztuže se používají doposud pouze v oblasti zděných stavebních konstrukcí. Při vyztužování zděných konstrukcí se tato výztuž vkládá především do ložných spár zdivá, převážně vodorovných. Kotvení je zde zajišťováno pouze přilnavostí malty kjednotlivým cihlám a to v dané kotevní délce rovného prutu, který je takto fixován k například pěti cihlám za sebou, což má zajistit přenesení upínací síly. Ve zdivu mohou být vyztužovány pouze lokální poruchy.

Příklad vyztužení zděných konstrukcí pomocí ocelového prutu HELIBAR s HiFin šroubovitým profilem je popsáno v patentovém spisu EP 0494 099, kde je popsán způsob pro vyztužení stěny - vytvoření drážky pro uložení konstrukční výztuže do vytvořené drážky a zapravení maltou nebo zacementování výztuže. Dále se popisuje samotná výztuž - která je ve tvaru prutu z mate35 riálu odolného proti korozi, včetně jeho jádra a žeber nebo hřebenů, přičemž průměr jádra je 2 až 6 mm a maximální průměr celé výztuže je 10 mm.

Dále se popisuje, že drážka pro vložení výztuže je vytvořena v ložné spáře zdivá, při stavbě nové zdi, v existující maltové vrstvě ložné spáry zdivá, drážka je vytvořena ve dvou pláštích vícevrstvé zdi, vjednom plášti, volitelně překlenující slabé místo jako je trhlina.

Dále se popisuje, že řada přesahujících výztuží je zamaltována do vytvořené drážky zdivá.

Dále je popisována vlastní výztuž, která má jednotný průřez a dvě nebo více žeber nebo hřebenů, které tvoří souvislou šroubovitou dráhu kolem osy jádra, a žebra nebo hřebeny jsou ve stejném úhlu uspořádány kolem osy jádra a rozprostírají se stejnoměrně paprskovitě od jádra, nebo žebra jsou vytvořena zformováním drátu a následným zakroucením celého drátu. Předmět EP 0 494099 řeší pouze lokální poruchy ve zděné konstrukci, s využitím ložných spár. Samotná výztuž je známa z EP 0 494 723.

Podstata vynálezu

Pro kotevní systém s využitím výztužného ocelového prutu se šroubovitým profilem, známého z EP 0 494 723, pro oblast betonových konstrukcí, byl proveden technologický vývoj na betono-2CZ 298844 B6 vých panelech navzájem spojovaných do prostorově tuhých celků, bylo provedeno vyhodnocování statických výpočtů v oboru statiky a dynamiky staveb a následně byly provedeny ověřovací pokusy na panelových konstrukcích, byly provedeny zkoušky tahové pevnosti a vytrhávací zkoušky výztužného ocelového prutu se šroubovitým profilem v betonových materiálech.

Na základě provedených zkoušek a výpočtů byl vyvinut efektivní systém dodatečného vyztužování pro opravu stěnových panelů, zejména pak panelových domů, jehož podstata spočívá v tom, že přes porušené místo na panelu nebo ve styku dvou panelů je do vytvořených drážek a/nebo vrtů, kde jsou předem provedena lůžka injektáží tmelové malty, uspořádána vlepením do malty spona jako výztuž z ocelového prutu se šroubovitým profilem, přičemž konce výztuže jsou kotveny v potřebné délce v rovné drážce, v zalomené drážce, v kolmém vrtu nebo v šikmém vrtu a/nebo v libovolné kombinaci těchto druhů kotvení a drážky a vrty jsou ještě dokonale vyplněny tmelovou maltovou směsí, čímž se zajistí po zatuhnutí kvalitní ukotvení spony po celé její délce. Délku spon lze přizpůsobit charakteru a rozsahu poškození a únosnosti daného panelu nebo panelů.

Statickou poruchu ve styku dvou panelů není možné zajistit pouhým přetmelením styčné spáry, ale je nutno přistoupit k fixaci dvou panelů k sobě. S ohledem na kvalitu a druh betonu, z něhož je panel vyroben, lze postupovat principiálně stejně jako v případu poruchy - trhliny v panelu. Tj. využití únosnosti panelů v tahu, díky jejich vyztužení a zakotvit výztuže z ocelového prutu se šroubovitým profilem do vrtů.

Narušení spojů panelů na sebe kolmých, tj. i rohových styků, se zajistí tak, že v líci panelů jsou výztuže vedeny v povrchových drážkách vyplněných injektáží maltovou směsí, ukotvení se provede ve vrtu kolmo do panelu.

V mnoha případech lze využít možnosti provrtat se panelem až do druhého panelu a dle pevnosti betonu zvolit kotvicí délku vrtu.

Pokud odborný průzkum a propočet určí, že je to vhodné, lze spoj dvou panelů sepnout nepřerušeným okem z výztuže, což podmiňuje práci v interiéru.

Poruchy spojů vyložených lodžiových panelů s průčelními panely se provádí tak, že výztuží se obepne v povrchové drážce panel lodžie a v líci panelového objektu se provede ukotvení do vrtu až do vnitřního příčného panelu. Kotvu lze také účinně zkrátit podle kvality panelu a místo obepnutí panel provrtat.

Kotvení je možné provádět při vnějším i vnitřním líci, výhodou zajištění z exteriéru, čímž se nenaruší režim bydlení bytových panelových domů.

Narušení čel lodžiových panelů korozí stávající výztuže panelů s nedostatečným krytím se opravuje tak, že v povrchové drážce se vytvořením třmínků kopíruje výztuží čelo panelu s ukotvením do vrtů. Délky třmínků lze upravit dle rozsahu narušení panelu, případně provést v několika úrovních kotvení až do vrtu vnitřního panelu jako v případě poruch spojů vyložených lodžiových panelů s průčelními panely.

Dodatečné kotvení lodžiových stropních i podlahových dílců do svislých lodžiových stěn. Alternativy tohoto kotvení lze aplikovat při kotvení schodišťových ramen a stupňů, stěnových a stropních panelů. Kotvu lze provést provrtáním otvoru z vnější strany stěnových dílců do spodní oblasti stropního panelu, zde je nutno zaměřit a kotvit do masivu betonu a na svislém panelu ukotvit v drážce, která výztuž vyvede o 300 - 500 mm výše a zde se kotví zpět do panelu do vrtu.

Vytvoření nových otvorů do panelů po vyztužení jejich budoucího nadpraží se provede tak, že v distanci několika cm nad budoucím otvorem provedeme vyztužení budoucího překladu vlepe-3CZ 298844 B6 ním výztuže do drážek a ukotvení zavrtáním buď pod úhlem nebo kolmo do stěnového panelu. Výztuž se provede oboustranně v několika úrovních. Po cca 3 dnech se vyřeže otvor v panelu.

Použitím dodatečného vyztužení podle technického řešení se dosáhne následujících výhod:

Délku výztuže lze přizpůsobit charakteru a rozsahu poškození a únosnosti daného panelu podle druhů použitých betonů.

Možnost kotvení výztuže do kolmých i šikmých vrtů.

Výztuž lze aplikovat co nejblíže k líci panelů.

ío Opravy a vyztužování lze provádět i bez zásahu do interiéru režimu bydlení.

Přehled obrázků na výkrese

Technické řešení je blíže objasněno na přiložených výkresech, kde na obr. la) až f) je znázorněna oprava trhlin ve stěnovém panelu, na obr. 2a) a b) je znázorněna oprava statické poruchy ve styku dvou panelů, na obr. 3a) až d) je znázorněno posílení narušených spojů panelů na sebe kolmých, na obr. 4 je znázorněno kotvení lodžiových stěnových panelů, na obr. 5a) a b) je znázorněna oprava trhliny v průčelí panelů, na obr. 6a) a b) je znázorněno vyztužení nadpraží dodatečně vyřezávaných otvorů do panelů a na obr. 7 je znázorněno dodatečné kotvení a fixace vrstev sendvičových a stěnových panelů.

Příklady provedení

Na obrázcích obr. 1 až obr. 7 jsou znázorněny způsoby oprav statických poruch stěnových panelů a jejich styků prováděné tak, že se napříč přes poruchu i v panelu 2 nebo ve styku panelů 2 vytvoří spona 3 z ocelového prutu se šroubovitým profilem, vlepená do lůžka provedeného injektáží z tmelové maltové směsi ve drážce 4 a svými konci zapuštěná do vyvrtaných otvorů 5 a

6, kde jsou rovněž před vlepením spony 3 provedena lůžka injektáží z tmelové malty. Výztuž je v drážkách 4 a vrtech 5 a 6 zatmelena maltovou směsí.

Pro vytvoření lůžek v drážkách 4 a vrtech 5 a 6 injektáží je použita tmelová maltová směs typu HELIBOND MM2.

Jako výztuž je použit ocelový prut se šroubovitým profilem známý z EP 0 494 723.

Na obr. 1 a) až f) je znázorněna oprava poruchy 1 ve stěnovém panelu 2.

Na obr. la) je přes poruchu J_ v panelu 2 jednostranně vlepená výztuž 3 z ocelového prutu se šroubovitým profilem s velikostí a délkou dle druhu panelu 2 a rozsahu poškození.

Na obr. lb) jsou přes poruchu I v panelu 2 oboustranně vlepeny dvě výztuže 3 s velikostí dle druhu panelu 2 a rozsahu poškození.

Na obr. lc) je přes poruchu i v panelu 2 jednostranně vlepená výztuž 3 s delším ukotvením do vyvrtaných otvorů 5 a 6.

Na obr. ld) je přes poruchu I v panelu 2, který je vyroben z kvalitního betonu, jednostranně vlepená výztuž 3 bez dalšího kotvení.

Na obr. le) je v axonometrii znázorněno umístění výztuží 3 napříč přes poruchu 1 v panelu 2.

Na obr. 1 f) je řez drážkou 4 s výztuží 3 zatmelenou maltovou směsí 7.

Na obr. 2a) je v příčném řezu, a na obr. 2b) je v axonometrii znázorněna oprava statické poruchy 1 ve styku dvou panelů 2, kterou je zajištěno posílení styku.

Na obr. 3a) až d) je znázorněno posílení narušených spojů panelů 2 na sebe kolmých.

-4CZ 298844 B6

Na obr. 3a) je v příčném řezu znázorněno kotvení dvou panelů 2 sponou 3 ve tvaru L s lomenými konci, které jsou zapuštěny do vzájemně kolmých otvorů 5 a 6.

Na obr. 3b) je v příčném řezu znázorněno kotvení dvou panelů 2 sponou 3 ve tvaru U, jejíž konce jsou zapuštěny do vzájemně rovnoběžných otvorů 5 a 6.

Na obr. 3c) jsou v axonometrickém pohledu zobrazeny varianty provedení spon 3 pro kotvení panelů 2 na sebe kolmých.

Na obr. 3d) jsou v příčném řezu znázorněna kotvení dvou panelů 2, které netvoří roh stavby, sponou 3 ve tvaru U, jejíž konce jsou zapuštěny do vzájemně rovnoběžných otvorů 5 a 6, z nichž jeden prochází dvěma panely 2, a dále sponou 3 ve tvaru L s lomenými konci, které jsou ío zapuštěny do vzájemně kolmých otvorů 5 a 6, přičemž najeden z nich navazuje drážka 4.

Na obr. 4 je znázorněno kotvení lodžiových stěnových panelů 2, kde spona 3 obepíná v drážce 4 celý lodžiový panel 2 a je kotvena do šikmých otvorů 5 a 6 panelu 2 navazujícího.

Na obr. 5a) je znázorněna oprava trhliny v průčelí panelu 2 sponou 3 ve tvaru U, která obepíná v drážce 4 porušený panel 2 a jejíž konce jsou zapuštěny do vzájemně rovnoběžných otvorů 5 a

6.

Na obr. 5b) je znázorněna oprava trhliny v průčelí panelu 2 sponou 3 ve tvaru L, která obepíná v drážce 4 poruchu 1 v panelu 2 a jejíž konce jsou zapuštěny do vzájemně kolmých otvorů 5 a 6.

Na obr. 6a) je znázorněno kotvení nadpraží dodatečně vyřezávaných otvorů 8 do panelu 2 přímou a lomenou sponou 3. Na obr. 6b) je v axonometrii zobrazena fixace nadpraží vyřezávaného otvoru 8 v panelu 2 sponami 3.

Na obr. 7 je znázorněno dodatečné kotvení a fixace vrstev sendvičových a stěnových panelů 2 sponami 3, které jsou v otvorech 5 a 6 ukotveny nasucho nebo s vlepením do injektážní hmoty, tmelové maltové směsi.

Průmyslová využitelnost

Dodatečné vyztužení pro opravy statických poruch stěnových panelů a styků panelů podle vynálezu se s výhodou využije při údržbě a rekonstrukci panelových staveb.

Claims (7)

1. Systém dodatečného vyztužení pro opravy statických poruch stěnových panelů a styků panelů, využívající výztužné ocelové pruty se šroubovitým profilem, ukládané přes porušená místa do předem vytvořených drážek a zalitých maltou, vyznačující se tím, že přes porušené

40 místo /1/ na panelu /2/ nebo ve styku dvou panelů je vlepena do drážky /4/ spona /3/ z ocelového prutu se šroubovitým profilem, přičemž konce této spony /3/jsou kotveny v panelu /2/ v potřebné délce v rovné drážce /4/, v lomené drážce /4/, v kolmém nebo v šikmém vrtu /5/ a /6/ a/nebo v libovolné kombinaci těchto druhů kotvení, přičemž před vlepením spony /3/jsou v drážkách /4/ a vrtech /5/ a /6/ provedena lůžka z tmelové maltové směsi injektováním a vlepené spony /3/jsou

45 dokonale zatmeleny maltovou směsí, čímž je zajištěno kvalitní ukotvení spony /3/ po celé její délce.

2. Systém dodatečného vyztužení pro opravy statických poruch stěnových panelů a styků panelů podle nároku 1, vyznačující se tím, že spona/3/je vytvořena přes poruchu/1/

50 v jednom panelu/2/.

-5CZ 298844 B6

3. Systém dodatečného vyztužení pro opravy statických poruch stěnových panelů a styků panelů podle nároku 1, vyznačující se tím, že spona /3/ je vytvořena přes poruchu /1 / mezi dvěma podélně navazujícími panely /2/.

5 4. Systém dodatečného vyztužení pro opravy statických poruch stěnových panelů a styků panelů podle nároku 1, vyznačující se tím, že spona /3/ je vytvořena přes poruchu /1 / mezi dvěma navzájem kolmými panely /2/.

5. Systém dodatečného vyztužení pro opravy statických poruch stěnových panelů a styků paneío lů podle nároku 1, vyznačující se tím, že spona /3/je vytvořena po obvodu části nebo celého panelu /2/ a přes poruchu /1/ do navazujícího panelu /2/.

6. Systém dodatečného vyztužení pro opravy statických poruch stěnových panelů a styků panelů podle nároku 1, vyznačující se tím, že spona/3/je vytvořena okolo jednoho panelu

15 /2/ přes poruchy /1/ v různých plochách tohoto panelu /2/.

7. Systém dodatečného vyztužení pro opravy statických poruch stěnových panelů a styků panelů podle nároku 1, vyznačující se tím, že spona /3/je vytvořena nad dodatečně vyřezaným otvorem /8/ jednoho panelu /2/.

8. Systém dodatečného vyztužení pro opravy statických poruch stěnových panelů a styků panelů podle nároku 1, vyznačující se tím, že spona/3/je vytvořena kolmo na plošný styk dvou nebo více panelů /2/.