SI23678A

SI23678A - Sistem protipotresnega utrjevanja zgradb

Info

Publication number: SI23678A
Application number: SI201200184A
Authority: SI
Inventors: Bruno DujiÄŤ; uĹˇterĹˇiÄŤ Iztok Ĺ
Original assignee: Cbd D.O.O.
Priority date: 2012-06-06
Filing date: 2012-06-06
Publication date: 2012-09-28
Also published as: EP2672038A2; EP2672038B1; EP2672038A3; HRP20180248T1; SI23678B

Abstract

Sistem protipotresnega utrjevanja zgradb po prijavljenem izumu rešuje problem ojačitve sten (1) obstoječih zgradb s križno lepljenimi masivnimi ploščami (3), monolitne ali večkosovne izvedbe, z ali brez odprtine (7) za obstoječa okna in vrata, ki so na notranjo ali/in zunanjo stran sten (1) zalepljene s plastjo lepila (4) in dodatno pritrjene s sidrnimi vijaki (5) in samovreznimi lesnimi vijaki (11). Sistem je uporaben zlasti za utrditev in ojačanje obstoječih zgradb na potresno ogroženih področjih.

Description

Predmet izuma je sistem protipotresnega utrjevanja zgradb, oziroma natančneje sistem protipotresnega utrjevanja sten in povezave v ravnini medetaž obstoječih zgradb z masivnimi križno lepljenimi lesenimi ploščami, ki vključuje tudi izolacijski učinek.

Izum je po mednarodni patentni klasifikaciji uvrščen v E04G23/02, E04H9/02, E04B1/74.

Tehnični problem

Tehnični problem, ki ga rešuje izum, je protipotresna, hkrati pa tudi energijska sanacija obstoječih objektov, ki niso bili grajeni za prevzem potresnih obtežb. Sanacija se izvede s križno lepljenimi masivnimi ploščami, s katerimi se ojačajo zidovi oziroma stene in medetaže lesenih, kamnitih, opečnih in betonskih objektov s ciljem prevzema horizontalnih sil, ki jih povzroči potres ali močan veter, ob hkratni zagotovitvi večje toplotne izolacije zgradb.

• »

Znano stanje tehnike

Znanih je kar nekaj načinov protipotresne sanacije obstoječih zgradb.

Po dokumentu KR 100989218 je predstavljena metoda protipotresne ojačitve pregradnih sten obstoječega opečnega objekta. Na stene se z ene ali obeh strani pritrdijo jeklene palice, ki štrlijo navzven in so nameščene pravokotno na ravnino stene. Tik ob steni, z ene ali obeh strani diagonalno potekajo jeklene palice po celotni površini stene v obeh smereh. Jeklene palice so zalite s plastjo neskrčljive malte, ki dodano konstrukcijo spoji z obstoječo steno v celoto. Slabost te rešitve je zlasti v tem, da je za zalitje ojačane stene z malto potrebno izdelati in namestiti opaž, ki ga je potrebno kasneje odstraniti. Med opisano rešitvijo oblaganja obstoječih sten z jeklenimi palicami in med oblaganjem sten z armaturno mrežo na konvencionalen način ni bistvene razlike.

Iz dokumenta JP 9228658 je znana metoda protipotresne ojačitve sten obstoječega objekta z laminatnimi ploščami iz enosmerno lepljenega lesa, ki so vstavljene kot polnilo v obstoječe kovinske okvirje in nanje pritrjene s povezovalno konstrukcijo in kovinskimi mehanskimi veznimi sredstvi. Slabost te rešitve je v uporabi polnila iz laminatnih plošč iz enosmerno lepljenega lesa, ki so deformacijsko zelo občutljive na spremembe vlažnosti, kar slabo vpliva na obstoječo ojačitveno konstrukcijo. Hkrati sta natezna in tlačna trdnost enosmerno lepljenih elementov pravokotno na vlakna izredno nizki. Nadalje je slabost v tem, da je ta rešitev uporabna samo za okvirne betonske konstrukcije in to samo znotraj ne pa tudi z zunanje strani obstoječe zgradbe. Na ta način zunanji zidovi obstoječe zgradbe niso protipotresno utrjeni oziroma ojačani. Tovrstne ojačitvene konstrukcije se uporabljajo izključno kot vmesne stene med prostori. Ker je mogoče ojačilno leseno konstrukcijo pritrditi samo po obodu, jo je praktično mogoče neposredno pritrditi le v medetaže. Zlasti je tak način problematičen pri konstrukcijah objektov, ki nimajo AB medetažnih plošč.

• ·

Po dokumentu JP 2009174148 je znana metoda protipotresne utrditve armiranobetonske konstrukcije zgradb z ojačilnimi ploščami, dodatnimi betonskimi stenami in lažjimi polnili. Stene obstoječega objekta so obdane z ojačilnimi ploščami, ki so skupaj privijačene z navojnimi palicami in na ta način ukleščijo stene ter nase prenesejo sile trenja. Slabost te rešitve potresne utrditve je v tem, da je primerna samo za armiranobetonske okvirne konstrukcije in, da je uporaba lažjega materiala za zapolnitev razlike v debelini stene nezanesljiva, zaradi česar je izvedba zahtevnejša.

Nadalje je po dokumentu JP 2009097165 znana zunanja ojačitvena struktura obstoječe zgradbe, pri kateri je ojačilni okvir pritrjen na zunanjo stran objekta v nivojih medetaž. V vsako etažo se pritrdi po en ojačilni okvir. Vsi okvirji se na koncu med seboj spojijo, praviloma na srednji višini zgradbe. Slabost te rešitve je v tem, da je primerna predvsem za okvirne konstrukcije, da se na obstoječe zgradbe pritrjuje samo v nivojih medetaž in, da ojačilni okvirji na zunanji strani objekta bistveno spremenijo izgled objekta.

Skupna značilnost vseh predhodno opisanih znanih rešitev je v tem, da so stene in zidovi zgradb obloženimi z neustreznimi ojačilnimi ploščami ali polnili, katerih izvedba in načini pritrjevanja ne zagotavljajo dovolj učinkovite protipotresne ojačitve, so neuporabne za vse vrste zidov in predelnih sten na zgradbi, ne izboljšujejo toplotne izolacije protipotresno saniranih zgradb, zaradi visokega ogljikovega odtisa jekla in betona pa ne ustrezajo sodobnim ekološkim zahtevam. Ker izvedba teh ojačilnih plošč in polnil ne omogoča učinka toplotne izolativnosti objektov, je potrebna namestitev dodatne toplotne izolacije na fasade zgradb.

Zaradi predhodno opisanih pomanjkljivosti in slabosti znanih rešitev protipotresne sanacije obstoječih zgradb obstaja na potresnih območjih potreba po učinkovitem načinu ojačanja vseh vrši zidov in sten, ki bo omogoča! zadosten prevzem • · potresnih obtežb, zlasti horizontalnih sil in ustrezno toplotno izolacijo objektov, vse skupaj v okviru dopustnih ekoloških standardov.

Rešitev tehničnega problema

Opisani tehnični problem je rešen s sistemom protipotresnega utrjevanja zgradb, katerega značilnost je v tem, da je zasnovan kot obloga iz masivnih križno lepljenih plošč, s katerimi so lahko, z zunanje in/ali notranje strani obdani vsi zidovi in predelne stene na oziroma v obstoječih zgradbah, ne glede na to iz kakšnih materialov in na kakšen način so le te zgrajene. Masivne plošče iz križno lepljenega lesa služijo kot ojačilne plošče, ki zaradi svoje strukture hkrati učinkujejo tudi kot toplotna izolacija objekta. Predvidene so različne izvedbe masivnih plošč, ki so na zidove in stene prilepljene ter dodatno pritrjene z vijačno zvezo.

Podrobneje bo bistvo izuma pojasnjeno z opisom izvedbenega primera, prikazanega na priloženih risbah, na katerih prikazuje sl. 1 sistem protipotresnega utrjevanja zgradb po izumu, prikazan skozi delni prerez zunanjega ovoja obstoječe zgradbe, v izometrični projekciji;

sl. 2 z monolitno masivno ploščo obložen in utrjen zid zgradbe, v dimetrični projekciji;

sl. 3 enako, kot v sl. 2, samo obložen in utrjen zid zgradbe z masivno ploščo sestavljeno iz več manjših kosov;

sl. 4 vzdolžni prerez z masivno ploščo obloženega in utrjenega zidu v predelu medetažne konstrukcije, z delnim prerezom pritrdilnih elementov;

sl. 5 detail spajanja masivnih plošč v primeru sestavljanja sten, z delnim prerezom pritrditve;

sl. 6 obložena in utrjena stena zgradbe z masivno ploščo, ki sega neprekinjeno od temelja do strehe zgradbe.

Sistem protipotresnega utrjevanja zgradb je izveden iz križno lepljenih masivnih plošč 3, s katerimi so obdani zidovi oziroma stene 1 obstoječe zgradbe z zunanje in/ali notranje strani tako, da so križno lepljene masivne plošče 3 nanje prilepljene s plastjo lepila 4 in dodatno fiksirane s pritrdilnimi sredstvi, kot so v predstavljenem primeru sidrni vijaki 5 in samovrezni lesni vijaki 11. Pri tem so lahko odprtine 7 za obstoječa okna in vrata v stenah 1 obstoječe zgradbe iz križno lepljenih masivnih plošč 3 izrezane in/ali z njimi obdane tako, da ostanejo neprekrite. V nekem drugem izvedbenem primeru, ki pa ni prikazan, so lahko nekatera okna in vrata v stenah 1 zgradbe tudi prekrita s križno lepljenimi masivnimi ploščami 3.

Pri obstoječih zgradbah, ki imajo dve ali več etaž, so križno lepljene masivne plošče 3 med sabo povezane z jeklenimi ploščatimi vezmi 6 in to praviloma v območju sleherne medetažne konstrukcije 2. V opisanem izvedbenem primeru sistema protipotresnega utrjevanja zgradb po izumu so križno lepljene masivne plošče 3 nameščene na opečne stene 1 zgradbe. Opisano je prikazano na sl. 1. V nekem drugem izvedbenem primeru, ki pa ni prikazan, so lahko s križno lepljenimi masivnimi ploščami 3 obdane in utrjene tudi stene 1 iz betona, lesa ali iz kateregakoli drugega poljubnega, v te namene uporabnega materiala ali iz kombinacije več različnih materialov, z ali brez izolacijske plasti in/ali fasade.

Kot je prikazano na sl. 2 so lahko stene 1 v pripadajočih etažah obstoječe zgradbe protipotresno utrjene z monolitno izvedeno križno lepljeno masivno ploščo 3, ki v celoti in v enem kosu prekrije notranjo in/ali zunanjo površino opazovane stene 1. Pri tem so v monolitno križno lepljeno masivno ploščo 3, ki sega od temelja 8 do in delno preko roba medetažne konstrukcije 2, predhodno izvedene odprtine 7 za obstoječa okna in/ali vrata v steni 1. Kot je uvodoma že opisano, so monolitne križno lepljene masivne plošče 3 na stene 1 in medetažne konstrukcije 2 prilepljene s plastjo lepila 4 in nanje še dodatno pritrjene s sidrnimi vijaki 5, ki so locirani po njihovi celotni površini, v določenem rastru. Pri tem se uporabi plast lepila 4, ki ustreza namenu uporabe.

Iz sl. 3 je razvidno, da so lahko stene 1 obstoječe zgradbe z ene ali obeh strani obdane oziroma utrjene s križno lepljenimi masivnimi ploščami 3 izvedenimi iz več manjših kosov 3.1, 3.2, 3.3, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7 do 3.n poljubnih oblik in dimenzij, ki med sabo oblikujejo stikališča 9, ki so ob stičnih robovih dodatno fiksirana s samovreznimi lesnimi vijaki 11. Posamezni kosi 3.1 do 3.n križno lepljene masivne plošče 3 so na steno 1 pritrjeni tako kot pri izvedbi iz sl. 2, to je s sidrnimi vijaki 5. Prednost večkosovne izvedbe križno lepljenih masivnih plošč 3 pred predhodno opisano monolitno izvedbo je v tem, da predhodno izrezovanje odprtin 7 za obstoječa okna in vrata ni potrebno, saj se le te oblikujejo ob samem polaganju in pritrjevanju kosovnih križno lepljenih masivnih plošč 3.1 do 3.n okrog oken in vrat v stenah 1 obstoječe zgradbe. Predvsem pa je večkosovna izvedba bistveno bolj enostavna, če se križno lepljene masivne plošče 3 vgrajujejo z notranje strani sten 1. Manjši kosi 3.1 do 3.n so namreč lažji in omogočajo enostavno manipulacijo brez dvigalne opreme.

V nekem tretjem izvedbenem primeru, ki pa ni prikazan, so lahko na različne stene 1 obstoječe zgradbe pritrjene križno lepljene masivne plošče 3 in sicer v kombinaciji monolitne in večkosovne izvedbe iz sl. 2 in sl. 3.

Ne glede na uporabo katerekoli od predhodno opisanih izvedb križno lepljenih masivnih plošč 3, monolitne, večkosovne ali kombinirane, so stikališča 9 v področju medetažne konstrukcije 2 obstoječe zgradbe izvedena na identičen, v nadaljevanju opisani način. Stikališča 9, v katerih se stikajo križno lepljene masivne plošče 3, ki obdajajo stene 1 v dveh sosednjih etažah zgradbe, so prednostno po celi dolžini medetažne konstrukcije 2 prekrita z jekleno ploščato vezjo 6 z luknjami 12, ki je na sosednje, med sabo stikajoče se križno lepljene • · masivne plošče 3 pritrjena s samovreznimi lesnimi vijaki 11. Preko jeklenih ploščatih vezi 6 se strižne sile in upogibni momenti prenesejo iz višjih v nižje etaže obstoječe zgradbe. Kot je predhodno že opisano, so križno lepljene masivne plošče na stene 1 obstoječe zgradbe v vseh teh primerih lepljene s plastjo lepila 4 in dodatno pritrjene s sidrnimi vijaki 5 s podložkami 10. Opisano je prikazano na sliki 4.

Pri spajanju križno lepljenih masivnih plošč 3 ob čelnih in vogalnih stikališčih 9 se tako imenovani šivni spoji izvedejo s samovreznimi lesnimi vijaki 11, prednostno uvrtanimi pod pravim kotom ali kotom 45°, kot je prikazano na sl. 5. Velja, da so pod kotom 45° uvrtani ob čelnih stikališčih 9, pod kotom 90° pa pri preklopnih stikih.

V nekaterih izvedbenih primerih so lahko stene 1 na obstoječih zgradbah obložene in utrjene s križno lepljenimi masivnimi ploščami (3) izvedenimi v enem kosu, katerih višina ustreza razdalji med temeljem 8 in streho zgradbe, oziroma so lahko poljubne višine.

Križno lepljene masivne plošče 3 so krojene oziroma izdelane v odvisnosti od geometrije ovoja obstoječe zgradbe. Optimalno jih sestavlja od 3 do 7 ali tudi več slojev križno lepljenih desk poljubne debeline tako, da vsak naslednji sloj poteka pravokotno na sosednja dva sloja. Potrebna debelina križno lepljenih masivnih plošč 3 se določi glede na statične in protipotresne zahteve zgradbe, izdelane pa morajo biti s tehnologijo hidravličnega stiskanja.

Križno lepljene masivne plošče 3 lahko na zidove oziroma stene 1 obstoječe zgradbe namestimo z zunanje in/ali notranje strani in pritrdimo na enak, predhodno opisani način.

• ·

Plast lepila 4 je nanos epoksidnih lepil s primešanimi polnili, s katerimi lahko hkrati zapolnimo večja odstopanja med obstoječimi stenami 1 obstoječe zgradbe in med križno lepljenimi masivnimi ploščami 3. Izberemo takšno epoksidno lepilo, ki deluje tudi pri debelini plasti lepila 4 nekaj centimetrov.

Sidrni vijaki 5, s katerimi so na stene 1 obstoječe zgradbe pritrjene križno lepljene masivne plošče 3, prednostno omogočijo zadostno sprijemnost med enimi in drugimi. V primeru potresa je namreč naloga sidrnih vijakov 5 ta, da preprečijo razplastitev s križno lepljenimi masivnimi ploščami 3 obdanih in utrjenih sten 1, s čimer omogoča plasti lepila 4 da učinkujejo.

Kot je predhodno že opisano lahko odprtine 7 v križno lepljene masivne plošče 3, pred pritrditvijo na stene 1 obstoječe zgradbe, izrežemo ali jih oblikujemo s sestavljanjem njihovih manjših kosov 3.1 do 3.n okoli obstoječih oken in vrat v steni 1. Pri uporabi monolitnih križno lepljenih masivnih plošč 3 obstaja možnost predhodne vgradnje stavbnega pohištva v odprtine 7, kar poenostavi in skrajša delo na terenu in zagotovi večjo kakovost izvedbe posameznih detailov.

Križno lepljene masivne plošče 3 lepimo in vijačimo samo na stene 1 in zidove obstoječe zgradbe, ne pa tudi v temelje 8, ki na ta način ostanejo nepoškodovani in prvotnih oblik. Ker imajo na stene 1 pritrjene križno lepljene masivne plošče 3 relativno majhno maso, se temelju 8 obremenitev poveča le minimalno, kar je je v praksi zanemarljivo.

Sistem protipotresnega utrjevanja zgradb po prijavljenem izumu je uporaben zlasti za ojačitev zidov oziroma sten 1 obstoječih zgradb na potresnih področjih, ki niso ustrezno protipotresno grajene. Omogoča, da se v primeru potresa uničujoče stopnje zgradbe ne porušijo ampak se morda le nekoliko zrahljajo, kar je zasluga učinka dokaj fleksibilne ojačitvene kletke, ki jo oblikujejo s križno lepljenimi ploščami 3 obdane in utrjene stene 1.

Claims

PATENTNI ZAHTEVKI

1. Sistem protipotresnega utrjevanja zgradb, označen s tem, da so stene (1) po celotnem obsegu obstoječe zgradbe obložene s križno lepljenimi masivnimi ploščami (3) z zunanje in/ali notranje strani tako, da so nanje prilepljene s plastjo epoksidnega lepila (4) in dodatno pritrjene s sidrnimi vijaki (5) s podložkami (10); da je lahko višina posameznih križno lepljenih masivnih plošč (3) poljubna, prednostno pa enaka razdalji med pripadajočimi medetažami (2) in/ali enaka razdalji med temeljem (8) in streho zgradbe.
2. Sistem po zahtevku 1, označen s tem, da so križno lepljene masivne plošče (3) lahko monolitne izvedbe, ki v enem kosu prekrijejo celotne posamezne stene (1) na obstoječi zgradbi in so lahko v drugi izvedbi na stene (1) pritrjene v več kosih (3.1) do (3.n).
3. Sistem po zahtevku 2, označen s tem, da so v monolitne križno lepljene masivne plošče (3) po potrebi predhodno izvedene oziroma izrezane odprtine (7) za obstoječa okna in vrata v stenah (1).
4. Sistem po zahtevku 2, označen s tem, da so okna in vrata v stenah (1) obstoječe zgradbe lahko obdana z ločenimi kosi (3.1) do (3.n) križno lepljene masivne plošče (3) tako, da na ta način oblikujejo ustrezne in njim pripadajoče odprtine (7).
5. Sistem po zahtevku 1, označen s tem, da so znotraj posamezne etaže obstoječe zgradbe križno lepljene masivne plošče (3) stikajo v stikališčih (9) in med sabo pritrjene s samovreznimi lesnimi vijaki (11).
6. Sistem po zahtevku 1, označen s tem, da so križno lepljene masivne plošče (3), nameščene na stene (1) med sosednjimi etažami, na prehodu iz spodnje v zgornjo etažo, med sabo spojene z najmanj eno jekleno ploščato vezjo (6) tako, da le te prekrivajo pripadajoče stikališče (9) in so na stikajoče se križno lepljene masivne plošče (3) pritrjene s samovreznimi lesnimi vijaki (11).

• ·
7. Sistem po zahtevku 1, označen s tem, da so križno lepljene masivne plošče (3) optimalno izvedene iz najmanj treh do sedem plasti, lahko pa tudi iz več plasti lesenih desk, ki so ena na drugo položene pod pravim kotom in med sabo zlepljene.
8. Sistem po zahtevku 1, označen s tem, da se lahko križno lepljene masivne plošče (3) zalepijo in pritrdijo na zidove oziroma stene 1, znotraj in ali zunaj obstoječih zgradb, izdelanih iz poljubnih gradbenih materialov, nekovinskih in/ali kovinskih.