Vysokopevnostní OK s vysokopevnostním samozhutnitelným betonem C 80/95 v České Republice – nadzemní garáže

• Foto

Některé z nich působí jako cementační složka a jejich produkty hydratace vyplňují volný prostor v mikrostruktuře. Vzhledem k podstatně  delší životnosti jsou HPC ve srovnání se současnými běžnými betony ekonomicky výhodnější nežli dosud nejpoužívanější prosté betony  0–30 MPa. Na Fakultě chemické, VUT Brno, Ústavu chemie materiálů, byly připraveny HPC materiály na bázi portlandského cementu a mleté granulované vysokopecní strusky s vhodným mikrokamenivem a superplastifikátorem o pevnostech 180 MPa. Dlouholetý výzkum včetně praktických realizací v oblasti HPC probíhá také v Ústavu technologie stavebních hmot a dílců, Fakultě stavební, VUT v Brně. V současné době se tým pracovníků firmy OKM a Ústavu technologie stavebních hmot a dílců, Fakulty stavební, VUT Brno, zabývá výzkumem a možností aplikací v oblasti HPC v ocelobetonových konstrukcích. Článek uvádí některé konkrétní příklad realizace stavby s použitím HPC, včetně fotodokumentace a stručného popisu řešení konstrukce.

AKCE THE ORCHARD OSTRAVA
Stavba patrových garáží v Ostravě byla provedena progresivní technologií spřažené ocelobetonové vysokopevnostní konstrukce. Konstrukce byla od projektu pro stavební povolení rozšířena o 1,5 podlaží po dvojím přepočtu.

DISPOZIČNÍ ŘEŠENÍ
Konstrukce je navržena v devíti úrovních parkovací plochy a to ±0,000 m; +1,500 m; +3,000 m; +4,500 m; +6,000 m; +7,500 m; +9,000 m; +10,500 m; + 12,000 m. Rozpon příčlí s kruhovým náběhem je 2 × 16,2 m, takže byly vyloučeny mezisloupy – kolizní body. Podélný modul je 5,05 m; 5,0 m; 6,25 m; 5 × 5,05 m; 6,25 m a 5,0 m. Celková osová délka je 52,8 m.

Plechobetonové desky jsou o celkové tloušťce 203 mm, spojité na rozpony modulu bez stropnic, což přináší úsporu hmotnosti, montážní pracnosti i nákladů. Příčle obdélníkového průřezu s náběhy jsou vysoké včetně plechobetonové desky 500 mm uprostřed rozpětí a 660 mm ve styčnících. Sloupy střední i krajní jsou o průřezech 250 × 400 mm a v krajních řadách č. 1 a č. 11 jsou o průřezech 190 × 300 mm. Příčle i sloupy jsou vybetonovány betonem C 80/95 a spřaženy.

ZATÍŽENÍ
Zatížení je stálé dle ČSN 73 0035 a dimenzí zatížení nahodilé – užitné 2,5 kN/m²,  = 1,4, zatížení větrem III. obl,  = 1,4.

KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ
Sloupy jsou svařované profily H: SL1 a SL3 – 400 × 250 mm, sloupy SL2 – 300 × 190 mm, S 355, spřažené výztuží 10505R s výplňovým betonem C 80/95. Příčle o rozpětí 16,2 m jsou svařované, profil H o výšce 660 mm u sloupů a 500 mm uprostřed rozpětí. Plechobetonová deska je navržena na maximální rozpon 6,25 m s TR plechem TR 85/273/0,88 uloženým širokými vlnami dolů. Beton je C 25/30, XC3. Výška betonu je 120 mm nad vlny. Vyztužení desky je při obou površích výztuží R12. Kotvení je lepené dle ČSN 73 2615 u krajních sloupů se smykovými zarážkami. Požární odolnost všech dílců je 45 až 60 min.

MONTÁŽNÍ DISPOZICE
Montáž se spoji – čelné desky + šrouby vysokopevnostní (VP), s úpravou třecích ploch opálením. Montáž je velmi rychlá, cca 1,5 měsíce.
Montáž probíhala následujícím způsobem:

1. Montáž zavětrovaného modulu 6–7.
2. Montáž dalších modulů směrem k řadě 1 až 11.
3. Každý modul byl montován uložením sloupů na základy a vložením příčlí pomocí kolového jeřábu na VP šrouby.
4. Jednotlivé moduly se propojily spojovacími lemovacími profi ly IPE 220.
5. Trapézové plechy TR 85/236/0,88 byly kladeny zároveň s montáži modulu.
6. Podstojkování příčlí a TR plechu ve třetinách rozpětí a uložení výztuže, poté následovala betonáž.
7. Sloupy i příčle byly obetonovány ve výrobě.

POUŽITÉ MATERIÁLY
Ocel u nosných konstrukcí ř. S 355, u doplňkových S 235. Beton desek C 25/30, ocel výztuž 10 505 R. Beton sloupů a příčlí C 80/95, spřahující ocel 10 505 R.

PŘEDNOSTI SPŘAŽENÝCH OCELOBETONOVÝCH VYSOKOPEVNOSTNÍCH KONSTRUKCÍ
Ocelobetonové konstrukce s vysokopevnostním samozhutnitelným betonem C 80/95 jsou progresivní technologií výstavby, která umožňuje úsporu hmotnosti, montážní pracnosti i nákladů. Životnost betonu C 80/95 byla ověřena v USA urychlenými zkouškami a byla stanovena na 200–250 let. Použití betonu je velkou výhodu oproti řešení ze samotné oceli, kde je nutné provádět opakované ošetření povrchu nátěrem.

Hlavní výhody vysokopevnostních spřažených ocelobetonových konstrukcí se samozhutnitelným betonem:

• zmenšení rozměrů průřezů prvku nebo snížení množství podélné potřebné výztuže
• betonáž bez vibrace
• snížení času pro odbednění
• zmenšení průhybů trámů a desek
• zvětšení pevnosti v tlaku, pevnosti v tahu, modulu pružnosti
• zmenšení dotvarování a smršťování
• zvětšení přípustného předpětí
• zvětšení momentu při vzniku trhlin
• zvětšení soudržnosti betonu s výztuží
• zmenšení tloušťky krycí vrstvy výztuže při zachování stejné trvanlivosti, nebo zvětšení trvanlivosti při zachování stejné tloušťky krycí vrstvy výztuže
• zrychlení betonáže
• celkově kratší až poloviční doba realizace konstrukce
• možnost velkých rozponů, které odstraní kolizní sloupy
• nízká spotřeba oceli
• nízké náklady oproti klasickým technologiím, ocelové konstrukci a ŽB konstrukci o 30-40 %
• velká variabilnost
• rychlá montáž na spoje s VP šrouby
• zaručená požární odolnost konstrukce 60 min.

Projektant: Fa OKM Ing. Josef Lukáš, CSc.
Výrobce OK: T Metal s. r. o. Fryčovice
Montážní firma: T Metal s. r. o. Fryčovice
Generální dodavatel: Imos Ostrava
Investor: Orchard

Realizace ocelobetnových konstrukcí musí odpovídat ČSN 732601 – Provádění ocelových konstrukcí a ČSN EN 206-1 Beton – Část 1: Specifikace, vlastnosti, výroba a shoda a ČSN P ENV 13670-1 provádění betonových konstrukcí.

Příspěvek vznikl s podporou projektů MPO e.v. FR-TI1/387.

High-strength steel structures with high-strength self-compressing concrete C 80/95 in the Czech Republic – elevated parking garage
With increased demands for complete solution of structure from project design to final execution, the demand for the used materials is increasing, as well. High performance concrete (HPC) with controlled characteristics for specific needs of the user are becoming a matter of course. Today it is typical to use concretes with 28-day strengths in compression of over 100 MPa. A significant proportion on these utility characteristics is made by contents and type of micro aggregate, applying apart from the approved silica fumes (SF) also the micro-ground limestone or silica, fine (or ground) power-plant fly ash, metakaolin, granite or basalt dust, rutile, corudnum and other materials. The article describes some specific examples of structures using HPC including picture documentation and a brief description of the structure solution.

Autoři

• Dipl. Ing. Lukáš Josef CSc.
• Doc. Ing. Hela Rudolf CSc.
• Ing. Bodnárová Lenka Ph.D.