Výztuž zdiva, jeho části, kde je potřeba výpočet výztuže, výpočet výztuže, sítě

Zdivo je konstrukce, která se skládá z kamenů položených v určitém pořadí na maltu. Nese zatížení vlastní hmotností a hmotností ostatních konstrukčních prvků, které na něm spočívají, a také plní tepelně izolační, zvukově izolační a další funkce.

Druhy zdiva a jejich účel

• cihla
• keramické kamenné zdivo
• zdivo z umělých velkých bloků z betonu, cihel nebo keramických kamenů
• zdivo z přírodních kamenů pravidelného tvaru (řezaných nebo tesaných)
• suťové zdivo z přírodních neopracovaných kamenů nepravidelného tvaru
• smíšené zdivo (štěrk obložený cihlami; betonové kameny obložené cihlami a cihla obložená řezaným kamenem)
• zdivo z štěrkového betonu
• lehké zdivo z cihel a jiných materiálů

Pro kamenické práce se používají vápenné, směsné cementovo-vápenné a cementové malty, a také cementovo-hliněné malty, ve kterých jíl slouží jako plastifikační přísada.

• Zdivo z lisování plastových keramických cihel Má vynikající odolnost proti vlhkosti a mrazu, zvýšenou pevnost, a proto se používá při stavbě zdí a stavebních pilířů, opěrných zdí, komínů a různých podzemních konstrukcí.
• Zdivo z keramická dutá nebo porézně dutá cihla Používá se hlavně při stavbě stěn budov. Díky nízké tepelné vodivosti umožňuje toto zdivo zmenšit tloušťku vnějších stěn o 20–25 % ve srovnání s tloušťkou stěn vyzděných z plných cihel.
• Zdivo z betonové kameny, vyrobený z těžkého betonu, se používá při stavbě základů, stěn sklepů a dalších podzemních staveb.
• Zdivo z duté a lehké betonové kameny používá se při stavbě vnějších a vnitřních stěn budov. Tento materiál má dobré tepelněizolační vlastnosti, ale duté a lehké betonové kameny absorbují vlhkost, a proto nemají dostatečnou mrazuvzdornost. Vzhledem k této vlastnosti jsou fasády vnějších stěn z těchto kamenů omítány.
• Zdivo z silikátové kameny a cihly má větší pevnost a životnost než zdivo z dutých a lehkých betonových kamenů. Je však lépe tepelně vodivé. Vnitřní i vnější stěny se staví ze silikátových kamenů a cihel.
• Nízkokvalitní lehký beton a duté betonové tvárnice používá se výhradně pro stavbu konstrukcí umístěných uvnitř budovy s normálním tepelným a vlhkostním režimem. Zdivo z tohoto materiálu má větší tepelnou vodivost, hustotu, ale je pevnější a odolnější než zdivo z lehkých betonových kamenů. Proto se široce používá pro stavbu nejen vnitřních stěn, ale i vnějších.
• Zdivo z velké betonové, vápenopískové nebo cihlové bloky, stejně jako z kusových materiálů, se používají pro stavbu podzemních a nadzemních konstrukcí budov a staveb, bloků z lehkého betonu, silikátových, dutých a porézně dutých cihel – hlavně pro pokládku vnějších stěn budov.
• Zdivo z přírodní kameny a bloky pravidelného tvaru mají dobré dekorativní vlastnosti, jsou trvanlivé, odolné vůči mrazu a povětrnostním vlivům a málo náchylné k oděru. Měkké porézní horniny ve formě řezaných jednotlivých kamenů o hmotnosti až 45 kg (porézní tufy, skořápkové kameny atd.) se používají k pokládce vnějších a vnitřních stěn budov. Z porézních hornin (vápenců, tufů) se vyrábějí také velké stěnové bloky určené k pokládce (instalaci) pomocí mechanismů.

Tvrdé horniny jsou drahé a pracné na zpracování, proto se používají hlavně v nebytové výstavbě – pro obklady sklepů nebo jednotlivých částí budov a staveb, obklady mostních podpěr, náspů.
Zdivo z štěrkového a suťového betonu vyžaduje hodně manuální práce a má vysokou tepelnou vodivost. Tento materiál se nejlépe používá pro základy budov. Zdivo z cihel, štěrkového a suťového betonu je vhodné pro sklepy a opěrné zdi.
Zdivo ze suchých lisovaných silikátových cihel a dutých keramických cihel se nepoužívá v konstrukcích umístěných ve vlhkých půdách, ve vlhkých a mokrých místnostech ani pro stavbu potrubí a pecí.
Zdivo z keramických dutých kamenů se používá hlavně při stavbě vnějších stěn vytápěných budov. Dobré tepelně-izolační vlastnosti tohoto materiálu umožňují zmenšit tloušťku vnějších stěn v centrální zóně země o půl cihly ve srovnání se zdivem z běžných keramických nebo vápenopískových cihel.

Zdivo

Níže se podíváme na hlavní pojmy:

Dvě velké plochy cihly, umístěné na opačných stranách, se nazývají horní a dolní lůžkoCihlu pokládají na maltu. Delší strany se nazývají lžíce, krátký – s šťoucháním.
Zdění se provádí ve vodorovných řadách, cihly se ve většině případů kladou na lože (naplocho). Existují případy, kdy se cihly kladou na nosnou plochu (na hranu) – například při pokládce říms, tenkých příček.
Míle — nejkrajnější řady cihel v řadách, které tvoří povrch zdiva. Versty umístěné na straně fasády budovy se nazývají vnější, ty umístěné uvnitř se nazývají vnitřní.
Lžíce řada zdiva – řada tvořená cihlami, které jsou pokládány delší stranou k vnějšímu povrchu zdi.
Tyčkovy řada zdiva – řada obrácená krátkou stranou.
Výplňové cihly (zásyp) – cihly položené mezi vnitřní a vnější verstu.

Výška zdících řad se skládá z výšky cihly a tloušťky vodorovné vrstvy malty (spáry). Průměrná tloušťka spáry je 12 mm.
Šířka zdiva (tloušťka stěny) se provádí násobkem 1/2 cihly. Při jejím určování je nutné zohlednit i svislé spáry, jejichž průměrná tloušťka je 10 mm.

Zdi z cihel nebo kamene mohou být slepé nebo s otvory. V druhém případě mohou mít vyčnívající prvky – přesahy, pásy, hrany, římsy, pilastry.
Překrytí — fragment zdiva, u kterého je jeho další řada položena s výstupkem na čelní ploše. Šířka překrytí by neměla přesáhnout 1/2 délky cihly v každé řadě. Pásy, římsy a další prvky dělící fasádu svisle vznikají v důsledku několika řad zdiva s výstupkem.
Uřezaná brokovnice – provádějí se s odsazením od přední části zdiva při přechodu z paty na stěnu, při snižování tloušťky stěn ve vyšších patrech budov apod. Nad hranou má stěna menší tloušťku. Poslední řada zdiva před řezáním by měla být slepena.
římsa – zdivo posunuté vertikálně vzhledem k hlavní rovině stěny.
Pilastry – Obdélníkové sloupy, které vyčnívají z obecné přední roviny stěny, jsou s ní uspořádány v obvazu.
Brázdy — výklenky ve zdi určené pro umístění potrubí, skrytého elektrického vedení atd. Po instalaci vedení se drážky utěsní v jedné rovině s rovinou zdi. Svislé drážky se vytvářejí v násobcích 1/4 cihly. Vodorovné drážky se vytvářejí v násobcích 1/4 cihly na výšku a 1/2 cihly na hloubku.
Niche — výklenky ve zdi určené pro instalaci vestavěných skříní, elektrických zařízení atd. Jsou rozloženy v násobcích 1/2 cihly.
Rozdělit – ve stěnových konstrukcích, které poskytují okenní a dveřní otvory, je to název pro úsek zdiva umístěný mezi dvěma sousedními otvory. Mohou být uspořádány ve formě jednoduchých obdélníkových sloupků nebo mohou být uspořádány ve formě sloupků s čtvrtěmi, do kterých budou připevněny dveřní a okenní bloky.
Shtraba — prvek instalovaný v místech, kde je zdivo dočasně přerušeno. Jsou rozmístěny tak, aby při pokračování ve zdění bylo zajištěno spolehlivé spojení další části zdiva s předchozí. Drážky mohou být stékací a svislé. Stékací drážky zajišťují spolehlivější spojení spojovaných částí stěn. Do svislých drážek se pro zvýšení spolehlivosti umisťuje ocelová výztuž.

Řezání kamenného zdiva

Aby kameny ve zdivu lépe odolaly zatížení celé zdi, které na ně působí, uspořádávají se v souladu s pravidly tzv. řezání. Kameny se kladou tak, aby se navzájem dotýkaly co největší plochou. Pokud se například horní kámen opírá o kámen ležící pod ním pouze ve dvou bodech, pak se dříve či později vlivem zatížení z nadložních řad deformuje nebo zlomí. A naopak, kámen spočívající na celé své rovině snese mnohem větší zatížení. K tomu je nutné prohlubeň v jeho loži vyrovnat vyplněním maltou.

1. První pravidlo řezání
   Pokud jsou povrchy, kterými se kameny dotýkají, kolmé k síle, která na ně působí, kameny budou fungovat pouze v tlaku. Proto musí být lože kamenů uspořádány kolmo k síle působící na zdivo a kameny musí být pokládány ve vodorovných řadách.
2. Druhé pravidlo řezání
   Kameny v každé řadě jsou pokládány tak, aby se neposouvaly. Kameny se zkosenými bočními plochami tvoří ve zdivu klíny, které od sebe odtlačují sousední kameny. Aby se tomu zabránilo, musí být zdivo postaveno tak, aby roviny mezi sousedními kameny byly kolmé k lůžkům. Zároveň, pokud dvě boční roviny nejsou umístěny kolmo k vnějším plochám stěn a dvě další boční roviny nejsou kolmé k první, pak kameny, které mají například ostré úhly na vnější ploše, mohou ze zdiva vypadnout.
   Zdivo tedy musí být rozděleno svislými rovinami (švy) rovnoběžnými s jeho vnějším povrchem (rovnoběžné švy), jakož i rovinami umístěnými kolmo k vnějšímu povrchu (příčné švy).
3. Třetí pravidlo řezání
   Pokud jsou podélné a příčné svislé spáry průchozí, výsledkem bude zdivo rozdělené na samostatné sloupy. Jedná se o velmi nestabilní konstrukci, u které se spáry pod vlivem svislého zatížení roztahují, což dříve či později povede k deformaci a destrukci zdiva. Aby se tomu zabránilo, jsou příčné a podélné spáry v sousedních vodorovných řadách svázány kameny horní řady a posunuty o polovinu nebo čtvrtinu délky vzhledem ke kamenům spodní řady (obr. 8). V tomto případě bude zatížení rovnoměrně rozloženo po celé hmotě zdiva. V důsledku toho musí být roviny svislého řezu každé řady posunuty vzhledem k rovinám řad, které s nimi sousedí.

Zda je třeba vyztužit zdivo, či nikoli, určují výpočty provedené konstruktéry.

Princip výpočtu je následující:

• sečtěte všechna hmotnostní zatížení na vypočítávaném prvku;
• k výsledku se přičtou zatížení z momentů sil;

SP 15.13330 obsahuje tabulky 6. 1-10 s materiály (bereme cihly). Podle tabulky je třeba porovnat výsledné celkové zatížení s vypočítaným odporem a určit značku cihel, cementové malty, jejíž zdivo bude vykazovat požadovaný odpor.

Pokud je jeho pevnost nedostatečná, zvětší se velikost průřezu, třída cihly a třída cementu.

Pokud je však iracionální zvětšovat průřez zdiva a zvýšení třídy cihel a malty mu nedává požadovanou pevnost, pak se vyztužuje svařovanými kovovými sítěmi, samostatnými rovnými nebo ohnutými tyčemi.

Čeho se dosahuje vyztužením cihlových zdí a sloupů?

• Dodává jim pevnost a stabilitu. Ve stěnách se netvoří ani nadměrně nerozšiřují trhliny. Stabilita zabraňuje ohýbání nebo naklánění konstrukce.
• Cihlové konstrukce mají zvýšenou únosnost. Jejich vyšší návrhová odolnost odpovídá zvýšenému zatížení. Mohou být použity k pokládce stěn následujících podlaží, podepření mezipodlažních stropů a betonového montážního pásu.
• Jednotlivé části domu jsou spojeny do jedné konstrukce a společně odolávají zatížení.
• Toto je nejvýznamnější metoda zesílení cihlových konstrukcí tak, aby odolaly seismickému zatížení.

SP 15.13330/20 uvádí, co se používá k vyztužení zdiva.

• Kovová svařovaná síťovina. Síťoviny se vyrábějí s čtvercovými nebo klikatými buňkami.
• Podélná tyčová výztuž. Instaluje se do vodorovných spár s přesahem 15 cm.
• Kotvy, ohýbaná výztuž, svislé táhla, svorky. Jedná se o konstrukční táhla, která se podílejí na instalaci celkového kovového rámu.

Hustota výztuže se v různých oblastech zděné konstrukce liší.

Procento výztuže v objemu zdiva domu není stejné. V různých oblastech se zatížení bude lišit a odolnost zdiva vůči nim se také bude lišit.

Proto se pro každou část cihlové konstrukce provádí pevnostní výpočet (podle únosnosti) a výskytu trhlin plus deformací. V některých částech postačí 0,1% výztuže, zatímco v jiných nebude stačit odpor zdiva a procento se zvýší na 1%.

Řezy cihlových dílů, pro které se provádějí výpočty před jejich vyztužením.

• Excentricky stlačené oblasti. Excentrické tlakové podmínky vznikají tam, kde podlaha nebo podpěra s krouticím momentem v bodě podepření (krokvový systém) spočívá na cihlové zdi. Zatížení se tedy zvýší o moment síly působící s excentricitou.
• Část zdi, kde jsou kombinovány různé zdicí materiály, jako jsou cihly a pórobetónové bloky. Musí fungovat společně v jedné konstrukci, ale mají různou návrhovou odolnost a nerovnoměrnou deformaci.
• Kombinované stěnové úseky s výraznými rozdíly v zatížení. Úseky v blízkosti otvorů, v blízkosti dalších jednostranných přístaveb (podkroví, 2. patro).
• Samonosné stěny v rámu, na které působí příčné zatížení. Jejich odolnost je nedostatečná pro fungování bez rámu.
• Oblasti, kde nejsou praskliny povoleny.

Metody vyztužení

Pro zesílení zdiva stěn, sloupů, opěrných zdí a podpěrných bloků se výztuž instaluje dvěma způsoby: podélnou výztuží a příčnou výztuží.

U jakékoli metody je zachován princip výztuže: pracovní výztuž je směrována kolmo k vektoru působících sil.

Příčný

Příčná výztuž se instaluje do vodorovných spár zděných konstrukcí dle SP 15.133330. 9/81-83. Zvyšuje se její pevnost, zvyšuje se její odolnost vůči tlaku, excentrickému stlačení a příčnému průhybu.

Stěny jsou příčně vyztužené svařovaná výztužná síť nebo samostatné podélné tyče.

Síťovina má průměr výztuže nejméně 3 mm. Její největší průměr je 6 mm, pokud jsou v horizontálním švu přesahy. Pokud nejsou přesahy, pak je největší průměr 8 mm. Omezení průměru souvisí s tloušťkou švu. Podle SP se nevyrábí více než 16 mm, přičemž roztok musí pokrýt síťovinu o 4 mm na každé straně.

Překrytí sítí je 150 mm.

Buňky jsou čtvercové nebo obdélníkové, interval mezi příčnými vazníky je 20-120 mm.

Podélný

Podélná výztuž se instaluje, když je cihlová konstrukce ovlivněna kombinací zatížení váhou, horizontálními silami a ohybovými silami, a také v oblastech s vysokou dynamikou seismických procesů.

Sestavují se ze samostatných rovných nebo ohnutých tyčí o průměru 10 mm a příčných vazeb.

Kde je nainstalován?

• Stěny, jejich rohové části s dodatečným zatížením;
• opěrné zdi;
• suterénní stěny;
• sloupy;
• podpěry základů;
• sloupové základy.

Instalace

Tyče o průměru 8-10 mm se instalují tak, aby zůstaly uvnitř svislých spár zdiva. Po 4-5 vodorovných řadách se svislé tyče vzájemně spojí příčnými tyčemi. V důsledku instalace se uvnitř cihlové konstrukce získá prostorový rám. Rám ji výrazně zesiluje, zároveň výrazně zvyšuje její stabilitu a snižuje tvorbu trhlin. Cihlová konstrukce získává dostatečnou odolnost proti bočnímu ohybu a zároveň dobře odolává excentrickému stlačení.

Vnitřní podélný silový rám je doplněn výztuhou podél povrchu.

Za tímto účelem se připraví ohýbaná výztuž o průměru 10 mm. Ta se namontuje na povrch cihlového prvku. Horní a dolní ohyby výztuže se vloží do spár a utěsní se cementovou maltou.

Při pokládání cihel se ohnutá výztuž sevře na obou stranách konstrukce pomocí svorek a upevní. Takové úchyty se vyrábějí každých 4-5 řad. Svorky se montují z profilovaného drátu Bp1 o průřezu 5-6 mm.

Výpočet výplaty

Pro každou část zděné konstrukce se stanoví její návrhová únosnost. V různých částech budovy se bude lišit v důsledku rozdílného zatížení. Výpočet únosnosti zohledňuje procento výztuže, druh malty, cihly a velikost průřezu prvku.

Procento výztuže bude záviset na odporu, který bude dostatečný. Podle SP je 0,1 % jeho minimální hodnota, podle výpočtu může být i více. To znamená, že nejprve vypočítají, jaké by mělo být procento výztuže, a poté vypočítají průměr a hmotnost výztuže.

Výpočet příčné výztuže ve zdivu.

Pro takový výpočet SP navrhuje následující vzorec:

% rameno-I = (2A : C x S) x 100, kde

A — průměr tyče 6 mm;

S — rozteč mezi mřížkami, 81 mm (s maltovou vrstvou);

C — velikost buňky 50 mm.

Nastavme přibližné % výztuže rovné 0,3. Pomocí vzorce určíme, jaký průměr výztuže, velikost buněk a vzdálenost mezi rastry budou odpovídat 0,3 %.

0,3 % = (12 : (50 × 81)) × 100 %.

Pro tento účel obsahuje Kodex postupů vzorec pro výpočet:

% ramene = (As: Ak) x 100 %,

kde As, Ak jsou plochy průřezů prutů a zdiva.

Minimální procento výztuže je 0,1; pod touto hodnotou se zdivo nejedná o vyztužený kámen.

Nastavme % výztuže rovné 0,2 % a určíme průměr a množství jednotlivé výztuže.

Průřez zdiva z 1,5 cihel z 6 řad zjistíme:

výška (6,5 x 6) + 5 x 1,6 = 47 cm2;

Ak = 47 x 37 = 6 cm2

Bude zde 6 tyčí o průměru 9 mm v 7 řadách, 3 kusy v řadě.

Určeme jejich celkovou plochu pomocí katalogu:

As = 0,385 cm2 x 9 = 3,465 cm2;

Dosadíme nalezené As, Ak do vzorce a dostaneme:

% Arménů = (3,465 : 1504) x 100 % = 2,3 %

Potřebujete 9 výztužných tyčí o průměru 7 mm, aby procento výztuže bylo rovno 2.