CZ36636U1

CZ36636U1 - Střešní vazník zesílený externí ocelovou konstrukcí

Info

Publication number: CZ36636U1
Application number: CZ2022-40163U
Authority: CZ
Inventors: Cejnar Jaroslav; Cejnar Ing. Jaroslav
Original assignee: Rada Building s.r.o.
Priority date: 2022-08-19
Filing date: 2022-08-19
Publication date: 2022-12-02
Also published as: SK10008Y1; HU5768U; SK500552023U1

Description

Úřad průmyslového vlastnictví v zápisném řízení nezjišťuje, zda předmět užitného vzoru splňuje podmínky způsobilosti k ochraně podle § 1 zák. ě. 478/1992 Sb.

CZ 36636 UI

Střešní vazník zesílený externí ocelovou konstrukcí

Oblast techniky

Technické řešení se týká řešení statického zesílení střešního vazníku externí předpínací ocelovou konstrukcí.

Dosavadní stav techniky

V České republice bylo po 2. světové válce až do současnosti vybudováno velké množství průmyslových železobetonových hal. Mezi ty starší, budované od 60-tých let minulého století, patří železobetonový sloupový prefa skelet, s prostorově vetknutými železobetonovými sloupy do základových atypických monolitických železobetonových základových patek. Na sloupy jsou ukotveny v podélném směru železobetonové plnostěnné, příp. příhradové průvlaky s rozpětím L = 12 m a v příčném směru vazníky s rozpětím vazníků 18 m, nebo 24 m. Na vazníky jsou pak uloženy střešní žebírkové panely, střešní žlabovky a střecha je uzavřena zatepleným střešním pláštěm. Všechny horizontální střešní prvky, tj. průvlaky, vazníky, střešní panely a žlabovky, jsou staticky navrženy jako prosté nosníky.

Vlastní konstrukce střešních vazníků je provedena jako spínaná. Každý vazník byl na montáži složen ze tří nebo čtyř dílců, ve kterých byly již při výrobě zabetonovány předpínací kanálky, pomocí kterých byl až na montáži sepnut v jeden ucelený 18 m, nebo 24 m dlouhý prvek. Takto sepnuté a patentovanými lany předepjaté prefa vazníky byly pomocí jeřábové techniky uloženy a ukotveny na železobetonové průvlaky.

Předpokládaná životnost hal z prefabrikovaných železobetonových skeletů byla stanovena na 40 až 50 let. Většina těchto hal je prakticky za dobou své teoretické životnosti.

V průběhu životnosti skeletových hal byla velmi zanedbávaná základní stavební údržba, především co se týká oprav nebo výměn střešních plášťů. Výpočty tepelného odporu, kondenzace vodních par, kapacity a velikosti střešních žlabů a střešních vpustí byly prováděny neprofesionálně nebo dokonce vůbec. Do hal zatékalo, zejména v úžlabí střech. Skladba střešních plášťů byla vlhká, někdy až mokrá. Vznikala tzv. korozní hnízda a jejich příčiny nebyly odstraňovány. V době výstavby hal před 50 až 60 lety bylo dle ČSN 73 0035 uvažováno s normovým zatížením sněhem do 75 kg/m². To však bylo na základě několika sněhových kalamit po roce 2006 revidováno a zatížení sněhem doznalo podstatně vyšších hodnot než dříve, a to ve všech sněhových oblastech ČR. Navíc v průběhu životnosti hal docházelo velmi často k přitěžování nosné konstrukce technologiemi a technologickými rozvody pod střechou i nad střechou. Nejnebezpečnější ale, z pohledu statiky, je u předpínaných vazníků dlouhodobá hloubková koroze předpjaté výztuže, umístěné v předpínacích kanálcích uvnitř vazníků. Tyto kanálky nebyly při montáži zainjektovány dostatečně nebo dokonce vůbec. Hloubková koroze předpínací výztuže způsobuje značné snížení únosnosti vazníků.

Výše uvedené skutečnosti vedly u některých hal z prefabrikovaných sloupových skeletů k destrukci vazníků a následně i k destrukci částí železobetonových střech objektů.

Podstata technického řešení

Jako řešení, které odstraňuje výše uvedené nedostatky, je zesílení vazníku pomocnou externí předpínací ocelovou konstrukcí z ocelových táhel. Podstatou tohoto řešení je, že na železobetonovou příhradovou konstrukci vazníku jsou namontovány styčníky, které jsou svařeny z ocelových prvků, tj. ocelových konstrukčních profilů a ocelových plechů s otvory. Do otvorů

- 1 CZ 36636 UI jsou vložena ocelová táhla - kulatiny, najejich koncích jsou vyfrézované závity. Pomocí napínacích matic na koncích táhel jsou pak ocelová táhla aktivována, tj. předepnuta vůči železobetonové konstrukci vazníku.

Zesílení vazníku externí předpínací ocelovou konstrukcí minimálně přitíží střešní konstrukci haly a reakce od vlastní externí předpínací ocelové konstrukce se přenáší přímo do průvlaků a následně do sloupů prefabrikovaného skeletu. V průběhu životnosti může být v případě nutnosti, např. montáž slunečních kolektorů, instalace zelené střechy, aj., externí předpínací ocelová konstrukce zesílena prostou výměnou ocelových táhel za ocelová táhla větší dimenze, nebo přidání dalších táhel. Externí předpínací ocelová konstrukce může být montována postupně na kterýkoliv střešní vazník nezávisle na sobě. V případě dilatačních vazníků se montuje souběžně. Investice do externí předpínací ocelové konstrukce je podstatně nižší u kompletní výměny celé střechy. Rychlost zabezpečení střešních vazníků pomocí externí předpínací ocelové konstrukce je několikrát vyšší než u výměny celé střechy, což minimálně omezuje plynulost provozu nebo jeho pozastavení. Využití externí předpínací ocelové konstrukce umožní podstatné prodloužení životnosti všech starých a starších hal z prefabrikovaných železobetonových skeletů.

Objasnění výkresů

Střešní vazník zesílený externí ocelovou konstrukcí podle tohoto technického řešení bude podrobněji popsán na konkrétním příkladu provedení s pomocí přiložených výkresů, kde na Obr. 1 je zobrazena konstrukce železobetonového příhradového střešního vazníku před zesílením externí předpínací ocelovou konstrukcí a na Obr. 2 je zobrazeno podrobné řešení uvedeného zařízení, přičemž je znázorněná levá strana vazníku po zesílení externí předpínací ocelovou konstrukcí, neznázoměná pravá strana vazníku je symetrická a je zesílena identickou externí předpínací ocelovou konstrukcí.

Příklady uskutečnění technického řešení

Na konstrukci železobetonového příhradového střešního vazníku Vije namontována ocelová horní kotva AI, která je svařena z plechů 01, 02, 03, a profilu 04. Dále je namontována ocelová dolní kotva A2, která je svařena a sestavena z plechů 05, 06 a profilů 07, 08, 09, 10, 11. Profily 04, 07, 08 jsou opatřeny otvory 12. 13. 14. Otvory 12. 13. 14 slouží pro vsunutí ocelových šikmých táhel 15 a vodorovných táhel 16. Na konci těchto šikmých táhel 15 a vodorovných táhel 16 jsou vyfrézovány závity 17, 18, 19. Aktivaci, tj. předpětí ocelových šikmých táhel 15 a vodorovných táhel 16 vůči konstrukci železobetonového střešního vazníku Vije vyvozeno maticemi 20, 21, 22.

Pro zavěšení vodorovných táhel 16 na dolní pás železobetonového střešního vazníku VI slouží závěsné zařízení A5, které se skládá z horního profilu 23 a dolních plechů 24, 25. Navzájem jsou tyto dílce propojeny závitovými tyčemi 26, které slouží k výškové rektifikaci vodorovných táhel 16.

Neznázoměná pravá strana střešního vazníku VI je symetrická a je zesílena identickou externí předpínací ocelovou konstrukcí.

Díky šroubovým spojům na všech táhlech, je možné provádět prostorovou rektifikaci všech dílů externí ocelové konstrukce a vykompenzovat výrobní a montážní nadměrné tolerance železobetonových vazníků.

-2CZ 36636 UI

Průmyslová využitelnost

Průmyslová využitelnost střešního vazníku zesíleného externí ocelovou konstrukcí spočívá v zesílení střešních potenciálně nebezpečných vazníků externí předpínací ocelovou konstrukcí.

Nabízí se možnost opravy, tj. záchrany, všech stávajících starých a starších hal z prefabrikovaných železobetonových skeletů, dále v zajištění bezpečnosti statiky hal podle nově platných norem, tzv. Eurokódů s podstatně vyššími hodnotami stálého a nahodilého zatížení, především sněhem a sněhovými návějemi.

Claims

NÁROKY NA OCHRANU

1. Střešní vazník (VI) zesílený externí ocelovou konstrukcí, vyznačující se tím, že na železobetonovou příhradovou konstrukci střešního vazníku (VI) jsou uspořádány horní kotvy (AI), 5 které jsou svařeny a sestaveny z plechů (01, 02, 03) a profilů (04) s otvory (12), a dolní kotvy (A2), které jsou svařeny a sestaveny z dalších plechů (05, 06) a dalších profilů (07, 08, 09, 10, 11) s otvory (13, 14), přičemž do otvorů (12, 13, 14) jsou vložena ocelová šikmá táhla (15), jejichž konce jsou opatřeny závity (17, 18) a vodorovná táhla (16), jejichž konce jsou opatřeny závity (19), přičemž závity (17, 18, 19) jsou opatřeny maticemi (20, 21, 22) pro vyvození předpětí v ocelových šikmých ίο táhlech (15) a ocelových vodorovných táhlech (16) vůči konstrukci železobetonového příhradového střešního vazníku (VI).
2. Střešní vazník (VI) podle nároku 1, vyznačující se tím, že pro zavěšení vodorovných táhel (16) jsou na dolní pás železobetonového střešního vazníku (VI) umístěna závěsná zařízení (A3), která obsahují horní profil (23) a dolní plechy (24, 25), které jsou navzájem propojeny závitovými 15 tyčemi (26) pro výškovou rektifikaci vodorovných táhel (16).