Projekt novostavby zadaného objektu v rozsahu projektu pro provedení stavby Statické řešení jednolodní dřevěné haly Autor diplomové práce: Bc. Andrea Pečiműthová Vedoucí diplomové práce: doc. Dr. Ing. Luboš Podolka Oponent diplomové práce: Ing. Andrea Šandová České Budějovice červen 2017 Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích Cíl práce Cílem diplomové práce je statický výpočet jednolodní dřevěné haly. V úvodu práce se věnuji historii dřeva, jeho výhodám a nevýhodám při užívání ve stavebnictví. V teoretické části práce jsou popsány mechanické a fyzikální vlastnosti dřeva a dřevěných konstrukcí. V hlavní části práce se zabývám výpočtem a návrhem konstrukce o rozměrech 40 x 16 metrů. V příloze práce je dále řešena výkresová a technická část stavby pro projektovou dokumentaci. Úvod Předmětem této diplomové práce je statický výpočet jednolodní dřevěné haly. V úvodu práce se věnuji zejména historii dřeva, jeho výhodám a nevýhodám při užívání ve stavebnictví. V teoretické části diplomové práce jsou popsány mechanické a fyzikální vlastnosti dřeva a dřevěných konstrukcí. V hlavní - praktické části této práce se zabývám výpočtem a návrhem konstrukce jednolodní dřevěné haly o rozměrech 40 x 16 metrů. V příloze práce je pak řešena výkresová a technická část stavby pro projektovou dokumentaci. Pro prostorové modelování a výpočet byl použit program SCIA Engineer. Cílem diplomové práce je tedy navrhnout dřevěnou jednolodní haluo rozměrech 40 x 16 metrů, vyhotovit její statický výpočet a zpracovat projektovou dokumentaci pro stavební povolení. Dřevo úvodem • Historie • Dřevo patří vedle přírodního kamene k nejstarším a nejoblíbenějším přírodním materiálům s nejrůznějším využitím. Ve stavebnictví bylo pravděpodobně využíváno již v pravěku, ačkoli hmotné doklady o jeho používání nebyly dochovány.Představuje přírodní materiál rostlinného původu, přičemž zejména pro svůj přírodní charakter, přirozenou kresbu, fyzikální vlastnosti a estetický vzhled je žádaným prvkem při zlepšování životního prostředí člověka.Průmyslově se využívá především dřevo kmene stromů, v minimálním rozsahu pak dřevo větví. Dřevěné konstrukce patří k nejstarším typům stavebních konstrukcí, které prošly dlouhým vývojem. • Stavby ze dřeva ve světě Chrám Tódaidži v Japonsku Metropol Parasol ve Španělsku Stavby ze dřeva v Čechách Rozhledna Bohdanka u Bohdanče stažený soubor.jpg Stezka v korunách stromů, Lipno Výhody a nevýhody použití dřeva • pružnost, pevnost a lehkost materiálu, • dobré tepelně izolační vlastnosti, • schopnost přenášet velké zatížení, • schopnost tlumit vibrace a možnost spojování, • výborné rezonanční vlastnosti, • estetický vzhled pro dekorační vlastnosti. + - • možnost změny vlastností, • rozdílné vlastnosti v různých směrech (anizotropie), • přítomnost vad dřev, • nestejnorodá struktura a hořlavost Pevnost dřeva • pevnost v tlaku, • pevnost v tahu, • pevnost v ohybu, • pevnost v kroucení, • pevnost ve smyku. Dřevina Modul pružnosti (při ohybu) [MPa] Pevnost v ohybu [MPa] Pevnost v tahu [MPa] Pevnost v tlaku [MPa] Pevnost ve smyku [MPa] podélná příčná podélná příčná borovice 12000 100 104 3,0 55 7,7 10,0 buk 16000 123 135 7,0 62 9,5 8,0 dub 13000 110 90 4,0 65 11,0 11,0 jedle 11000 73 84 2,3 47 - 5,0 smrk 11000 78 90 2,7 50 5,8 6,7 Tabulka pevností vybraných dřevin Zatížení dřeva Zatížení pak lze dělit zejména následovně: • vlastní tíha zatížení (střešní krytiny, povrchové úpravy a vrstvy, příčky a obklady, madla, svodidla, zábradlí a obrubníky, obvodový plášť, zavěšené podhledy, tepelné izolace, mostní vybavení, pevná vybavení) • stálé zatížení (konstrukce střechy, svislé a vodorovné konstrukce) • užitné zatížení (osoby, nábytek a přemístitelné předměty, přemístitelné příčky, uskladněné předměty..) • zatížení sněhem, • zatížení větrem. Zatížení sněhem V předmětném případě byla pro klimatické zatížení dřevěné konstrukce sněhem použita norma ČSN EN 1991-1-3, přičemž stavba byla zařazena do I. sněhové oblasti se základní tíhou sněhu na zemi Sk=0,75 [kN/m2] Zatížení větrem Zatížení větrem bylopři výpočtu jednolodní dřevěné haly vypočteno dle ČSN EN 1991-1-4. Na mapě větrných oblastí byla konstrukce zařazena do I. větrné oblasti s III. kategorií terénu. Schéma konstrukce Posouzení průhybu Stálé zatížení Sníh Vítr Situace Investiční projekt: DŘEVĚNÁ JEDNOLODNÍ HALA Místo stavby: obec Strakonice, na parc. č.689/5 k.ú.Strakonice Dispoziční řešení budovy Základní bilance objektu: Zastavěná plocha: 668 m² Obestavěný prostor: 2468 m³ Užitkové plochy: Plocha 1. NP: 590 m² Konstrukční řešení budovy Základová konstrukce: Základové patky pod nosné sloupy ze železobetonu C 20/25 (B 25) proloženého lomovým kamenem Svislé konstrukce: Pobití OSB deskami tl. 12mm z vnější i vnitřní strany Vodorovné konstrukce: Ztužující vaznice 160x160 ze smrkové dřeva Krov: Dřevěné lepené vazníky Střešní krytina: Nosný ocelový trapézový plech Půdorys jednolodní haly Příčný řez jednolodní haly Podélný řez jednolodní haly Základy jednolodní haly Pohledy jednolodní haly Půdorys střechy jednolodní haly Detail patky jednolodní haly Detail přípoje vazníku na sloup jednolodní haly Detail přípoje vaznice na vazník jednolodní haly Detail přípoje příčného ztužidla na vazník jednolodní haly Doplňující dotazy vedoucího práce Jak by správně mělo vypadat kotvení sloupu do patky Doplňující dotazy vedoucího práce Vazník musí být uložen u horního krajního styčníku kloubově na obou sloupech. Uložení je zajištěno pomocí úložné patky. Svislá složka reakce vazníku se přenáší z vazníku do sloupu úložnou patkou. Vodorovná složka reakce vazníku se přenáší z vazníku do sloupu a naopak v místě úložného styčníku pomocí zarážek přivařených pod úložný plech patky- Použité sloupy pak budou přenášet svislou tahovou sílu v montážním stavu. Jak by správně mělo vypadat kotvení ztužidla ke sloupu nebo vazníků Doplňující dotazy oponenta práce Pokud by byla tato stavba doporučena pro realizaci stavby, jaký druh dřeva by mohl být použit vzhledem k pevnostnímu - ekonomickému posouzení? Konstrukce je navržena ze smrkového dřeva. Cena 5988.00,- Kč/m3 bez DPH Výhody: • snadná dostupnost (pro stavbu se používá dřevo těžené v zimních měsících a z místa budoucího bydliště) • nízká cena – pokud byste však použili lepené hranoly, pak počítejte s tím, že se cena navýší, avšak z daleka nedosáhne k částkám rovnajícím se ceně cedru •dobrá opracovatelnost Nevýhody: • tvarová nestálost – smrkové dřevo oproti například cedru • výrazně sesychá a mění objem (stavbu je tedy vhodné nechat nejprve seschnout, sesednout do sebe, i tak je však nutné počítat s tím, že stále pracuje, sesychá, objeví se typické praskliny) mají ho v oblibě • škůdci – je tedy nutné počítat s pravidelným ošetřováním, může se snadno poškodit vzhledem k jeho měkkosti Doplňující dotazy oponenta práce Pokud by byla tato stavba doporučena pro realizaci stavby, jaký druh dřeva by mohl být použit vzhledem k pevnostnímu - ekonomickému posouzení? Borovice – i dřevo borovice je možné použít ve stavebnictví, je poměrně snadno dostupné. Výhody: • snadná dostupnost • nízká cena – cenově je borovice sice dražší než smrk, ale stále je to cena stále nižší než u dřeva cedrového, spíše než masiv se používají lepené hranoly, které jsou ze sušeného dřeva, takže prakticky nesesychají a nepracují Nevýhody: • problém může být nalézt rovně rostlé kmeny • pokud použijete ke stavbě lepené hranoly, tak je nutné počítat s vyšším podílem lepidel (jednotlivé trámy jsou zpravidla lepené i podélně, v dnešní době se však již používají testovaná zdravotně nezávadná lepidla) • nutnost dřevo pravidelně ošetřovat, mají ho v oblibě škůdci • Na masivní krovy a latě se nedoporučuje, protože obsahuje příliš velké množství suků