Ověření reálného stavu poškozené stropní ... - Fakulta stavební

fce.vutbr.cz

Ověření reálného stavu poškozené stropní ... - Fakulta stavební

JUNIORSTAV 2008

2.5 Stavební zkušebnictví

OVĚŘENÍ REÁLNÉHO STAVU POŠKOZENÉ STROPNÍ KONSTRUKCE

Z CSD HURDIS

VERIFICATION OFREAL CONDITION OF THE DAMAGED CEILING CONSTRUCTION OF CSD

HURDIS

Ondřej Jágr 1

Abstract

The article consists of two parts. First part describes the ceiling system CSD HURDIS, refers to its history and

discloses the problems of failures and accidents of CSD HURDIS ceilings. Second part refers to the diagnostics

investigation of the real ceiling construction from CSD HURDIS used in the family house. This part of the article

further contains comparison of agreement with the mounting instructions, static evaluation of the floring units and the

evaluation of failures of the ceiling constructions.

Keywords

Accidents, borehole, ceiling construction, CSD HURDIS, diagnostics, evaluation, failures, load, mounting

instructions, static analysis.

1 ÚVOD

Stropní konstrukce z keramických tvárnic CSD HURDIS se staly v naší republice naprosto tradičním stropním

systémem, jehož počátky sahají podle mnohých pramenů až do doby první republiky. Za dobu své téměř stoleté historie

sice prodělal určitý vývoj v oblasti navrhování a provádění, ale v téměř nezměněné podobě se s hurdiskovými stropy

setkáváme i v současnosti. Do 90. let minulého století se dalo oprávněně tvrdit, že stropní konstrukce z CSD HURDIS

patří k nejspolehlivějším a nejbezpečnějším stropním konstrukcím v České Republice. Řada havárií těchto stropů

v nedávném období však toto tvrzení povážlivě narušila. Celá situace samozřejmě vzbudila značnou pozornost

veřejnosti, která si musela položit řadu otázek: Co je příčinou poruch těchto stropních konstrukcí? Jak celou situaci

řešit? A jsou tyto konstrukce opravdu bezpečné?

2 STROPNÍ SYSTÉM HURDIS – DŘÍVE A NYNÍ

2.1 Krátký pohled do historie výroby, navrhování a provádění hurdiskových stropů

Výroba stropních desek HURDIS má u nás dlouholetou – téměř stoletou – tradici. Jejich výrobu začala firma

Slavík v Tuněchodech již v době první republiky. Tehdy vyráběné keramické desky se rozměrově příliš mnoho nelišily

od těch současných a podobně jako dnes existovaly dvě varianty desek: kolmo řezané, které byly vkládané přímo mezi

nosiče, a šikmo řezané, jež se osazovaly na hliněné patky, kterými byl nosič zespoda zcela zakryt. Nosičem byly jednak

ocelové I-nosníky, na které se deska kladla na maltu, ale i dřevěné trámy, na něž se buď přímo pokládaly desky nebo

byly desky vkládány mezi tyto trámy pomocí dřevěných stropnic.

Po druhé světové válce, v rámci bývalého Generálního ředitelství cihelen, probíhala výroba těchto tvarovek v

cihelnách Hodonín, Tuněchody, Hevlín a na Slovensku v cihelně Ružomberok. Již v té době existovaly některé

publikace – například příručka firmy Slavík, ve které se daly dohledat jednoduché, avšak i z dnešního pohledu velmi

zásadní postupy při montáži těchto stropů, jako například nutnost separace keramické desky a betonové vrstvy. [1]

Od 60. let je problematika navrhování a provádění hurdiskových stropů normalizována. V roce 1957 vyšlo první

vydání normy ČSN 72 2642: Cihlářské prvky pro vodorovné konstrukce – Stropní desky Hurdis [4], jež se později

dočkala hned několika přepracování (1968, 1979 a 1988). Co se týče zásad ohledně skladby stropní konstrukce,

nenajdeme zde téměř žádné odlišnosti oproti zásadám v minulosti. Mimo jiné je v ní také deklarováno, že se stropní

desky HURDIS s kolmými i šikmými čely smí používat jen pro stropy s celkovým zatížením nepřesahujícím 5kN/m 2 .

Platnost této normy vypršela v roce 2001.

V roce 1979 vydalo Ministerstvo výstavby a techniky publikaci „Stropy - konstrukční a technologická pravidla pro

svépomocnou výstavbu“ [3], ve které je mimo jiné detailně popsán montážní postup a důležité zásady při provádění

keramických stropů z hurdisek.

Jediným výrobcem keramických stropních desek CSD HURDIS v posledním době byla firma Alois Flachs –

HURDIS (od roku 2004 pod názvem Flachs,a.s.). Tvar těchto desek a jejich rozměry se příliš neliší oproti původním, o

1 Ing. Ondřej Jágr, VUT Brno, Fakulta stavební, Ústav stavebního zkušebnictví, Veveří 95, 602 00 Brno, ondrej.jagr@seznam.cz

1


JUNIORSTAV 2008

2.5 Stavební zkušebnictví

téměř 100 let starším, stropním dílcům. CSD HURDIS I jsou dílce s kolmými čely o výšce 80 mm, šířce 250 mm a

délce 1180 mm. Ukládají se na spodní příruby ocelových I-nosníků na vápenocementovou maltu. Naproti tomu CSD

HURDIS II jsou desky s šikmými čely o stejné výšce i šířce, přičemž délka může být 1080 nebo 1180 mm. Mohou se

ukládat buď pomocí vápenocementové malty na keramické patky, jež se vkládají na spodní příruby ocelových I-

nosníků, nebo pomocí cementové malty přímo na tzv. HF – nosníky nebo HAT TRICK – nosníky, které mají k tomuto

účelu šikmo seříznuté stěny.

Ještě do nedávné doby byla oporou při navrhování a provádění stropních systémů HURDIS příručka s názvem

„Stropní systém HURDIS – technická příručka pro projektanty a stavitele“ [2], kterou vydala právě firma Alois Flachs

– HURDIS v roce 2000. Situace po sérii havárií hurdiskových stropů, ke kterým docházelo od druhé poloviny 90. let

20. století, si však vynutila potřebu změny v přístupu k navrhování a provádění těchto stropních konstrukcí, což mělo za

následek nejen zrušení posledního vydání normy [4], ale také nutnost aktualizovat montážní postupy uváděné výrobcem

v této příručce.

2.2 Problematika poruch a havárií stropů z CSD HURDIS v posledních letech

Stropní konstrukce systému CSD HURDIS byly u nás téměř celé minulé století považovány za jedny

z nejkvalitnějších a nejspolehlivějších stropních konstrukcí. Naši předchůdci neměli k dispozici žádné přesné normy a

směrnice ani žádné detailně popsané montážní postupy a zásady navrhování hurdiskových stropů. Provádění těchto

stropů tedy bylo záležitostí spíše nepsaných zásad a předávaných zkušeností, a přesto není znám z historie žádný případ

havárie takového stropu. Téměř sto let vyráběné hurdisky v podstatě stejných rozměrů byly užívány bez problémů. K

nim ale bohužel začalo docházet zhruba v polovině 90. let 20. století.

Problémy spojené s poruchami a následnými haváriemi stropů systému HURDIS určitě do jisté míry souvisejí se

situací ve stavebnictví u nás po roce 1990, kdy po počáteční značné stagnaci začalo pomalu docházet k oživování

stavební výroby, následkem čehož vznikalo velké množství firem, z nichž mnohé neměly s hurdiskovými stropy

patřičné zkušenosti a dopouštěly se zásadních chyb nejen při montáži stropů, ale mnohdy už ve fázi jejich projektování.

Často se v souladu s projektovou dokumentací používal postup, při kterém se přímo na horní desku hurdisek

vybetonovala vrstva betonu o tloušťce zhruba 30 až 60 mm, aniž by se vytvořila potřebná separační vrstva. Jak se

později ukázalo, tato na první pohled banální změna v pořadí vrstev stropní konstrukce oproti zažitým zásadám

z minulosti se ukázala jako hlavní příčina většiny havárií hurdiskových stropů v nedávné době.

2.2.1 Statistika havárií

První známý případ havárie tohoto typu stropní konstrukce nastal u nás v roce 1994, kdy došlo k havárii dvou

stropů v rodinném domku v Černošicích u Prahy. V průběhu následujících 10 let bylo registrováno kolem 65 havárií.

Lze však odhadovat, že bylo těchto případů ve skutečnosti více, neboť se dá předpokládat, že někteří svépomocní

stavebníci odmítali publicitu a neinformovali stavební úřad ani jiné instituce o situaci a rekonstrukci prováděli po

konzultacích sami. Porušené konstrukce se nacházely v rodinných domech, v administrativních budovách, v dílně,

v kotelně, ale i v hotelovém objektu. Zřícení stropu představovalo vždy vysokou materiální škodu pro uživatele objektu,

protože se ve všech případech jednalo o obývané prostory. Drtivá většina havárií nastala u stropů ze stropních

dílců CSD HURDIS II osazovaných na patky, které se nasazují na příruby I-nosníků. Případů havárií stropů ze systému

CSD HURDIS I bylo evidováno jen několik, což není nijak překvapující vzhledem ke skutečnosti, že stropy tohoto

systému tvoří asi jen 7% všech hurdiskových stropů v České Republice. [9]

Ze statistik uvedených v [10], do kterých bylo zahrnuto 42 havarovaných nebo porušených stropů, vyplývá, že

k haváriím docházelo častěji v chladnějších měsících roku. Nejčastěji docházelo k haváriím na podzim, nejmenší

četnost havárií naopak vykazuje léto. Celkem 90,5% havárií vzniklo v období topné sezony, kdy ve vnitřním prostředí

objektů může dojít k prudkým tepelným výkyvům. Podrobnější informace podává Tab. 1. Co se týče stáří stropu, tak se

poruchy v plných 37% případů projevily po dvou letech od montáže stropu, naopak nejméně postižené byly stropní

konstrukce staré méně než rok. Podrobnější informace podává Tab. 2.

Tab. 1 Závislost počtu havárií hurdiskových stropů na ročním období

Roční období jaro léto podzim zima

Četnost havárií [%] 28 9,5 34,5 28

Tab. 2 Závislost počtu porušených hurdiskových stropů na stáří stropu v době zjištění poruchy

Stáří stropu [roky] méně než 1 2 3 4 5 a více

Četnost poruch [%] 6 37 11 14 32

Při haváriích nebyl naštěstí nikdo usmrcen, ani vážně zraněn. K poruchám došlo vždy v době, kdy lidé

z postiženého prostoru buď právě odešli anebo tam z provozních důvodů nebyli. Pouze při havárii stropní konstrukce

2


JUNIORSTAV 2008

2.5 Stavební zkušebnictví

v Nerudově gymnáziu v Praze 11. listopadu 2001 slyšeli studenti praskání a viděli vznik trhlin, takže místnost urychleně

opustili. Přesto při této události došlo k lehkému zranění jedné ze studentek. [9]

I když bylo již dříve v časopisech i denním tisku uveřejněno množství příspěvků na toto téma, až pád stropu

v Nerudově gymnáziu vyvolal vlnu reakcí a celý problém se začal více probírat i v médiích. Ač se nejednalo vždy o

seriózní informace, medializace celého problému vyvolala nejen v odborných kruzích, ale i u širší veřejnosti řadu

diskuzí o příčinách poruch těchto stropních konstrukcí a u uživatelů hurdiskových stropů navíc oprávněnou obavu, zda

je jejich stropní konstrukce bezpečná a spolehlivá.

2.2.2 Popis poruch a průběh následných havárií

Charakter havárií byl ve všech známých případech obdobný – v průběhu několika měsíců až zhruba šesti let po

dokončení stavby havarovala dolní část stropní konstrukce zřícením podhledu. Destrukce nastala většinou náhle (po

krátkodobém praskotu), přičemž v období před poruchou nedocházelo k varujícím vizuálním ani výrazným akustickým

jevům, svědčícím o blížící se poruše většího rozsahu.

Destrukce má dvoufázový charakter:

• V první fázi se tvoří podélné trhliny ve stojinách stropních dílců, které směřují od prostoru styku stojin s horní

deskou dílců směrem šikmo dolů k dolnímu líci patek.

• Druhá fáze havárie se vyznačuje „ustřihnutím“ patek a náhlým zřícením dolní části desek společně s na nich

nanesenou omítkou (viz Obr. 1). Lomové plochy procházejí stojinami desek a k destrukci dochází většinou

náhle. V žádném ze známých případů havárií nedošlo po odlomení spodní části stropní konstrukce k prolomení

zbývajících částí hurdisek.

Obr. 1 Zřícení spodní části stropní konstrukce HURDIS spolu s podhledem

Není pravdou, že by každá porucha na stropních dílcích musela nutně signalizovat blížící se plošné zřícení

podhledu. Existuje řada případů, při nichž byly dlouhodobě pozorovány zřetelné trhliny propagované na spodním líci

stropu ve směru rovnoběžném s ocelovými I-nosníky, a to zpravidla v polovině rozpětí hurdisky. Tyto poruchy

napovídají, že došlo ke zlomení hurdisek a následně k jejich vzpříčení mezi patkami. Lze předpokládat, že takových

případů může být ve skutečnosti více, neboť je možné, že mnohé uživatele výskyt takových trhlin nijak neznepokojuje a

sami je při malování opakovaně zakrývají.

2.2.3 Příčiny poruch a havárií

Obecně se dá říci, že žádná havárie stavby nebo její části nemá obvykle jen jedinou příčinu, většinou se jedná o

soubor negativních jevů, z nichž jeden může být dominantní. Při hledání dominantní příčiny havárií hurdiskových

stropů bylo třeba vycházet ze skutečnosti, že za celou dobu své existence nebyla u těchto stropů žádná havárie

zaznamenána, a že k nim začalo v rychlém sledu docházet teprve v nedávné době. Protože celá situace svou vážností

vzbudila velkou pozornost technické veřejnosti, začalo se problémem havárií hurdisek nezávisle na sobě zabývat hned

několik jednotlivců a odborných pracovišť i jiných institucí. Byla zveřejněna řada článků v odborných časopisech i na

internetu a dne 25.4.2002 se dokonce konal v rámci Stavebního veletrhu v Brně odborný seminář o příčinách vzniku

poruch hurdiskových stropů. Konfrontace názorů odborníků, zabývajících se danou problematikou, dopomohly objasnit

hlavní příčiny poruch a souhrnně popsat mechanismus poruchy při haváriích hurdiskových stropů.

Hlavní příčinou poruch stropů HURDIS, ke kterým dosud došlo, bylo nedodržování montážních postupů při jejich

realizaci a patrně i při projektování. Byl aplikován postup, při kterém se bezprostředně na horní líc stropních dílců

nanesla vrstva betonu, aniž by se použila separační vrstva. Následkem nedodržení předepsané tloušťky cementového

potěru na horním lící hurdisek (popřípadě nanesením vrstvy vyrovnávacího nebo dokonce nosného betonu) se vytváří

účinkem smrštění betonu časově závislý stav napjatosti. Ve spodní desce hurdisky vznikají od smršťování betonu (nebo

3


JUNIORSTAV 2008

2.5 Stavební zkušebnictví

zvýšené vrstvy cementového potěru) vynucená tahová napětí, zatímco horní deska je tlačena. Rozdíl mezi namáháním

obou desek se musí projevit napětím stěn hurdisky v hlavním tahu. V hurdisce se vytváří skrytá klenba, jejíž napjatost

v tlaku může být ještě ovlivněna vlhkostní roztažností keramiky. Na vzniku špičkových napětí se navíc podílí

koncentrace napětí od nedokonalého uložení hurdisek, eventuálně patek. K oddělení dolní desky nakonec při tomto

nežádoucí stavu napjatosti stačí zvýšení tahových napětí na spodním povrchu ochlazením stropu při náhlém větrání

místností za nízkých venkovních teplot, přerušením vytápění v místnostech apod. Stav napjatosti se uvolní, přičemž

současně dochází k uvolnění přetvárné energie nahromaděné v hurdisce a k explozivnímu šíření poruchy.

Co se týče dalších vlivů, bylo zjištěno, že vlhkostní roztažnost keramiky je pouze jedním z činitelů, které se

uplatňují na vzniku nepříznivého stavu napjatosti. Ukázalo se však, že nevratná vlhkostní roztažnost může být

významným faktorem u poruch stropů, kde jsou hurdisky kladeny na sucho. Urychlujícími faktory mechanismu vzniku

poruchy mohou být dále celoplošné nezaplnění patek a čel hurdisek maltou, vysoký modul pružnosti hurdisky a

samozřejmě také přetížení stropu. [9]

Tabulky 3 a 4, vycházející ze statistických výsledků uvedených na internetové stránce [10], názorně ukazují vliv

hlavních rizikových faktorů poruch a havárií hurdiskových stropů. V 65% všech sledovaných případů poruch a havárií

se jednalo o stropní konstrukce, u nichž bylo provedeno přímé nadbetonování hurdisek. Je však třeba poznamenat, že

téměř ve třetině případů nebyla skladba stropní konstrukce stavebně technickým průzkumem ověřována, takže je

možné, že byla existence betonové vrstvy v kontaktu se stropními dílci ještě častější. Co se týče dalšího rizikového

faktoru – absence malty ve spárách mezi hurdiskou a patkou a dále mezi patkou a nosníkem – lze konstatovat, že ve

většině případů byly spáry maltou vyplněny nedostatečně nebo zde malta dokonce chyběla úplně. U každé ze

sledovaných havárií byl přítomen alespoň jeden z vyjmenovaných faktorů.

Tab. 3 Četnost havárií hurdiskových stropů v závislosti na pořadí vrstev stropní konstrukce

Rizikový

faktor

Četnost

havárií [%]

první vrstva nad hurdiskou

betonová vrstva separační vrstva nezjištěná skladba

65 5 30

Tab. 4 Četnost havárií hurdiskových stropů v závislosti na způsobu vyplnění spár maltou

Rizikový

faktor

Četnost

havárií [%]

spáry mezi hurdiskou a patkou

spáry mezi patkou a nosníkem

chybí malta málo malty v pořádku chybí malta málo malty v pořádku

44 23 33 55 13 31

2.2.4 Důsledky havárií a výhled do budoucna

Prvním důsledkem bylo již zmíněné zrušení posledního vydání stávající normy [4] v listopadu 2001, která byla

dočasně nahrazena stavebním technickým osvědčením (STO). V únoru 2002 zadalo Ministerstvo průmyslu a obchodu

Českému normalizačnímu institutu zpracování nové české technické normy. Jedním z cílů bylo vytvořit normu, která by

mohla eventuálně později přejít také do systému evropských norem, což by v budoucnu mohlo umožnit projektování

stropů nejen z českých, ale i zahraničních hurdisek. Je totiž nutno poznamenat, že stropy z hurdisek znají rovněž

v Německu, Itálii, Belgii nebo Švýcarsku. V dubnu roku 2003 byly vydány dvě nové normy týkající se problematiky

hurdiskových stropů. ČSN 72 2642: Cihelné výrobky pro vodorovné konstrukce – Hurdisky [5] se věnuje především

fyzikálním a mechanickým parametrům samotných keramických desek, norma ČSN 73 1105: Navrhování a provádění

hurdiskových stropů [6] pak pojednává o důležitých pravidlech navrhování hurdiskových stropů a konstrukčních

zásadách při jejich vlastním provádění. Naprosto zásadní jsou z hlediska prevence před špatnými realizacemi těchto

stropů v budoucnu tyto dva předpisy z normy [6]:

• Na hurdisku se nesmí bez separační vrstvy ukládat materiál, který vykazuje objemové změny od smršťování.

Je tedy naprosto nepřípustné přímé nadbetonování stropních desek.

• Hurdiska nesmí být kladena „na sucho“, spáry musí být řádně vyplněny maltou.

Současně se vznikem nové normy byly také aktualizovány montážní postupy uváděné výrobcem, jež se až do

května 2007 daly nalézt na internetových stránkách http://www.flachs.cz [8]. V současné době však stránky slouží

jinému subjektu, neboť firma Flachs, a.s. je bohužel v likvidaci. Není tedy jasné, zda bude výroba tradičního stropního

systému HURDIS v budoucnu vůbec pokračovat.

Co se týče problematiky poruch a havárií v současné době, zdá se, že se situace zlepšuje, protože četnost havárií

stropů systému CSD HURDIS stále klesá. Zvýšené nebezpečí hrozí víceméně u stropních konstrukcí realizovaných před

rokem 2003, tedy před zavedením nové normy. Nelze však s jistotou vyloučit ani poruchy později realizovaných stropů,

neboť jak je obecně známo, reálné provedení ne vždy odpovídá předepsaným zásadám.

4


JUNIORSTAV 2008

2.5 Stavební zkušebnictví

3 POSOUZENÍ PORUCH REÁLNÝCH STROPNÍCH KONSTRUKCÍ Z CSD HURDIS

3.1 Popis objektu

Sledovaný objekt je rodinný domek v obci Velešovice, č.p. 54, Jihomoravský kraj, Česká Republika. Objekt je

třípodlažní (1.PP, 1.NP a 2.NP) a byl realizován jako novostavba v letech 1979 – 1982. Jedná se o typovou stavbu

rodinného domu Ř 35-2/4+4 z „Katalogu vybraných rodinných domků pro svépomocnou výstavbu – 1975“, postavenou

vedle místní komunikace v obci Velešovice. Objekt je situován v mírně svažitém rostlém terénu, který klesá ve směru

od místní komunikace. Přímo nesousedí s žádným okolním objektem.

Obr. 2 Pohled na zájmový objekt ve směru od příjezdové komunikace

Majitelkou rodinného domu, paní Zdeňkou Kalábovou, nám byla poskytnuta původní projektová dokumentace. Na

základě výsledků předběžné prohlídky objektu, provedené spolu s diagnostickými pracemi dne 23.10.2006, a také na

základě odpovědí majitelky, jež byla téhož dne podrobena řadě ústních dotazů, však vyplynulo, že projektová

dokumentace zásadně neodpovídá reálnému provedení!

Co se týče minulosti sledovaného objektu, dozvěděli jsme se, že stavební povolení bylo vydáno dne 30.11.1978 a

stavba, jež byla realizována svépomocí, byla započata v červnu 1979. Ke kolaudaci došlo dne 27.12.1982. Po celou

dobu životnosti nezměnil domek svého majitele a s výjimkou zateplení štítů v roce 1997 na něm nebyly prováděny

žádné stavební úpravy.

Z konstrukčního hlediska se jedná o plně podsklepenou zděnou konstrukci. Svislé nosné konstrukce jsou tvořeny

podélným systémem obvodových a středních nosných zdí, založených na základových pasech. Nosné zdi v podzemním

podlaží byly zhotoveny z cihel plných pálených, nosné zdivo v nadzemních podlažích pak z plynosilikátových tvárnic

SIPOREX na vápenocementovou maltu. Veškeré příčky byly vyzděny z cihel plných. Stropní konstrukce nad suterénem

byla provedena z prefabrikovaných železobetonových stropních desek řady PZD a na ně byla následně vybetonována

deska, pravděpodobně z prostého betonu. Stropní konstrukce nad oběma nadzemními podlažími byly zhotoveny

z keramických stropních desek CSD HURDIS II, osazovaných na patky, které se nasazovaly na spodní pásnice I-

nosníků. Objekt je zastřešen plochou střechou.

3.2 Popis nalezených poruch

Dne 23.10.2006 byla za přítomnosti majitelky domu provedena prvotní prohlídka objektu. Zpočátku jsme se během

prohlídky celého domu snažili nalézt, popsat a zdokumentovat všechny závažné i méně závažné poruchy objektu.

V neposlední řadě bylo také nutné zjistit skutečnosti, které by nám pomohly jednak objasnit příčiny daných poruch a

také navrhnout metodiku dalšího průzkumu.

Během prohlídky byla kromě vizuálního hodnocení poruch využívána také akustická trasovací metoda, což je

diagnostická metoda, jejímž principem je odposlech akustické odezvy zkoušeného souvrství materiálů při poklepu

tvrdým předmětem. Pro tento účel byla použita kovová koule umístěná na teleskopické tyči.

Nejprve byla uskutečněna prohlídka místností v 1.PP. Zde však ani po detailním prozkoumání nebyly žádné

viditelné poruchy nalezeny. Také poklepání nástrojem akustické trasovací metody, jež bylo aplikováno jak na nosné

stěny, tak i na dolní líc stropní konstrukce, vyvozovalo na všech zkoumaných místech pouze zvonivou odezvu, díky

čemuž se dá předpokládat, že se zde žádné poruchy nevyskytují.

Nejzávažnější poruchy jsme nalezli v místnostech ve 2.NP, konkrétně v obývacím pokoji (místnost 2.09 – viz

Obr.4) a vedle situované ložnici (místnost 2.05). V obývacím pokoji se jedná o trhliny na stropní konstrukci, které

prochází po víceméně pravidelných vzdálenostech (zhruba po jednom metru) napříč celou místností mezi oběma

nosnými zdmi. Jak je patrné také na Obr. 3, tyto trhliny nekončí v úrovni uložení stropu na zdech, nýbrž pokračují ve

svislém až mírně ukloněném směru i na nosných zdech. Na spodním líci této stropní konstrukce jsme dále objevili

5


JUNIORSTAV 2008

2.5 Stavební zkušebnictví

několik trhlin, které jsou vykresleny zhruba v poloviční vzdálenosti mezi výše uvedenými poruchami a probíhají ve

stejném směru, ne však napříč celou místností, ale pouze v omezených délkách. Poruchy, které jsme nalezli v místnosti

2.05, jsou představovány dvojicemi trhlin (jejich vzájemná vzdálenost je zhruba 20 cm) na spodním lící stropní

konstrukce, jež probíhají napříč celou místností opět po zhruba pravidelných vzdálenostech. Podobně jako

v předchozím případě, i zde jsou trhlinami postižené také obě nosné zdi. Výskyt trhlin na zdech je nejvíce patrný na

střední nosné zdi, oddělující obě zmiňované místnosti, kde jsou propagovány po celé její výšce. Zajímavá místa

z hlediska výskytu poruch jsme nalezli také v ložnici situované v levé části objektu (místnost 2.01). Zde se jednalo o

typově podobné trhliny na stropu a na obou zdech jako v místnosti 2.09, zdaleka však ne takového rozsahu.

Obr. 3 Trhlina na stropní konstrukci nad obývacím pokojem v 2.NP a její pokračování na střední nosné zdi

Výskyt obdobných poruch jsme zaznamenali i během prohlídky 1.NP a to opět v obývacím pokoji (místnost 1.09) a

sousední ložnici (1.05). Zde byly však patrné trhliny pouze na stropní konstrukci, u kterých bylo navíc na první pohled

poznat, že byly v minulosti zakrývány malbou. Nosné zdi se nám jevily jako neporušené.

1.01

1.02

1.04

1.03

1.05

2.01

2.02

2.04

2.03

2.05

1.06

1.07

2.06

2.07

2.11

1.08

1.09

2.10

2.08

2.09

Obr. 4 Schematické půdorysy 1.NP a 2.NP včetně označení jednotlivých místností

Dle tvrzení majitelky domu se trhliny na stropních konstrukcích údajně objevily již relativně brzy po dokončení

stavby, avšak nebyla jim věnována téměř žádná pozornost a při malování místností byly opakovaně zakrývány omítkou.

Poruchy na nosných zdech ve 2.NP však majitelka objevila teprve nedávno. Od té doby přestalo být toto podlaží

využíváno.

Na všech výše popsaných trhlinách jsme samozřejmě také aplikovali akustickou trasovací metodu a výrazně

křaplavá odezva nám spolehlivě potvrdila existenci řady poruch, které bylo třeba dále podrobněji zkoumat v rámci

stavebně technického průzkumu.

3.3 Stavebně technický průzkum stropních konstrukcí

Na základě výsledků prvotní prohlídky ze dne 23.10.2006 a také na základě skutečnosti, že reálné provedení

objektu je v nesouladu s předpoklady projektové dokumentace, bylo po souhlasu majitelky téhož dne realizováno místní

šetření společně s diagnostickými pracemi stavebně technického průzkumu (dále jen STP). Předmětem diagnostických

prací se staly obě stropní konstrukce z CSD HURDIS, přičemž cílem průzkumu bylo jednak ověřit reálné provedení

těchto stropních konstrukcí, ale především zjistit rozsah a možné příčiny nalezených poruch a na základě toho ověřit

skutečný stav těchto konstrukcí a posoudit jejich bezpečnost a spolehlivost.

K naplnění výše zmíněných cílů bylo nutné především ověřit reálnou skladbu souvrství materiálů nad stropními

dílci a zjistit některé parametry použitých materiálů včetně přesného zaměření tloušťek jednotlivých vrstev. Dále bylo

důležité ověřit charakter případného poškození ve vnitřních komorách stropních desek a materiálů souvrství stropní

6


JUNIORSTAV 2008

2.5 Stavební zkušebnictví

konstrukce. V neposlední řadě bylo zapotřebí ověřit způsob uložení hurdisek na patky a osazení patek na spodní příruby

ocelových I-nosníků, a dále zjistit způsob uložení nosníků na nosných zdech.

3.3.1 Ověření skladby stropních konstrukcí

Z informací, které byly získány na základě výpovědi majitelky domu, víme, že použitým stropním systémem obou

zkoumaných vodorovných konstrukcí je CSD HURDIS II. O vrstvách obou stropních konstrukcí však máme pouze

částečné informace. Bylo nám řečeno pouze tolik, že v souvrství materiálů je obsažena vrstva betonu a vrstva škváry,

možná i tepelně izolační vrstva tvořená vatou.

Úkolem této části STP bylo zaměřit tloušťky a zjistit typ materiálu jednotlivých vrstev souvrství obou ověřovaných

vodorovných konstrukcí a na základě toho vyhodnotit vlastní tíhu souvrství materiálů působících na stropní dílce a

posoudit shodu zjištěné skladby s požadavky existujících montážních předpisů a norem.

S majitelkou domu bylo pro tyto účely dohodnuto provedení dvou jádrových vývrtů. Vývrt V1 měl ověřit skladbu

souvrství stropní konstrukce mezi 1. a 2.NP a vývrt V2 skladbu souvrství vodorovné konstrukce nad 2.NP.

Zkušební místo vývrtu V1 bylo zvoleno v obývacím pokoji v 2.NP (místnost 2.09), takže se vrtalo z horního líce

konstrukce skladbou souvrství kolmo dolů až na úroveň horní desky stropního dílce HURDIS. Před vlastním vrtáním

bylo nejprve zapotřebí odstranit nejsvrchnější vrstvu podlahy – dřevotřískové kazety. K provedení vrtu byla použita

vrtací souprava při stálém odsávání chladící vody, přičemž průměr jádrových diamantových vrtáků činil 50 mm. Vzorek

odebraný z provedeného vrtu byl následně proměřen pásmem a fotograficky zdokumentován.

Zkušební místo pro odebrání jádrového vývrtu V2 bylo zvoleno v téže místnosti, ovšem tentokrát bylo nutno vrtat

ze spodního líce stropní konstrukce kolmo směrem vzhůru a navíc pamatovat na to, že nad úrovní vrstev stropu spočívá

střešní konstrukce, jejíž nejsvrchnější hydroizolační vrstvu bylo zapotřebí ochránit před poškozením. Proto se vrtalo

pouze do úrovně poslední vrstvy pod izolací a mocnost této vrstvy se po zaměření potřebných údajů následně

dopočítala. K provedení vrtu posloužila ruční vrtačka, na níž byl osazen jádrový diamantový vrták průměru 50 mm.

Vrtalo se tedy za sucha a postupně odebírané části vzorku z vrtu byly opět proměřeny a následně zdokumentovány. Je

nutno poznamenat, že jádrovým vývrtem V2 jsme zjišťovali nejen skladbu stropní konstrukce nad 2.NP, ale i

konstrukční řešení a jednotlivé vrstvy ploché střechy.

Obr. 5 Skladba vodorovné konstrukce mezi 1. a 2.NP v místě odebrání jádrového vývrtu V1

Skladba souvrství stropní konstrukce mezi 1. a 2.NP je zobrazena na Obr. 5. Nejspodnější vrstvu stropní konstrukce

tvoří podhledová vápenná omítka o tloušťce 20 mm. Nad omítkou jsou situovány stropní desky systému CSD HURDIS

II, tedy třídutinové dílce se šikmými čely, a to v těchto rozměrech: délka 1080 mm, šířka 250 mm, výška 80 mm. Osová

vzdálenost ocelových nosníků tedy činí 1200 mm. Na úrovni horní desky hurdisek spočívá vrstva hutného prostého

betonu o tloušťce 70 mm. Na odebraném vzorku z vývrtu V1 bylo zjištěno, že tato vrstva nijak nespolupůsobí

s hurdiskami, neboť nebyla s horní deskou hurdisek žádným způsobem spojena. Následuje vrstva škvárového zásypu.

Vzorek této vrstvy nemohl být vzhledem k sypkosti materiálu odebrán a zachován. Tloušťku vrstvy jsme stanovili

v rozmezí 55 až 75 mm. Jak jsme později na jiném místě stropní konstrukce zjistili, mimo škváry je tato vrstva patrně

z malé části vyplněna i izolační vatou, což nám koneckonců tvrdila i majitelka domu. Nad škvárovým zásypem se

nachází vrstva betonového potěru o proměnné tloušťce 35 až 55 mm. Nejsvrchnější vrstvou stropní konstrukce je

povrchová úprava podlahy, která je tvořená dřevotřískovými kazetami o rozměrech 225*130*20 mm.

7


JUNIORSTAV 2008

2.5 Stavební zkušebnictví

Obr. 6 Skladba vodorovné konstrukce nad 2.NP v místě odebrání jádrového vývrtu V2

Skladba vrstev stropní konstrukce nad 2.NP a na ní spočívají ploché střechy je zobrazena na Obr. 6. Spodní vrstvou

je stejně jako v případě stropní konstrukce mezi 1. a 2.NP vrstva podhledové omítky v tloušťce 20 mm, nad kterou

spočívají stropní dílce CSD HURDIS II stejných rozměrů. Nad úrovní stropních desek se nachází vrstva hutného

prostého betonu o mocnosti 40 mm, přičemž se zjistilo, že je pevně spojena s horní deskou hurdisek. Na betonovou

desku je položena 80 mm mocná vrstva pěnového polystyrenu. Stejně jako předešlé stropní konstrukce byla i

v souvrství této vodorovné konstrukce zastižena vrstva škvárového zásypu. Vzhledem k umístění této vrstvy jsme

usoudili, že se jedná o spádovou vrstvu ploché jednoplášťové střechy, která je vlastně pokračováním stropní konstrukce

nad 2.NP. Vrstva má tedy proměnnou tloušťku ve směru sklonu střechy, přičemž v místě jádrového vývrtu V2 činí 300

mm. Následuje vrstva betonového potěru, jehož tloušťku jsme nemohli zjistit proměřením vzorku z vrtu, neboť byl

proveden jen ke spodní úrovni této vrstvy. Bylo ji však možno dopočítat na základě znalosti přesné polohy odběrového

místa, celkové tloušťky vzorku z vrtu, výškové polohy okapu střechy a sklonu střechy. Tloušťka betonového potěru

vyšla tímto výpočtem 20 mm. Celé souvrství ukončuje izolační vrstva ploché střechy, která je tvořena asfaltovými pásy

typu S (IPA).

3.3.2 Endoskopická defektoskopická prohlídka

K bližšímu prozkoumání vnitřních poruch stropních desek CSD HURDIS nám posloužil endoskop, což je optický

přístroj sloužící k vizuální kontrole obtížně přístupných nebo nepřístupných míst. Výhodou této metody je, že je

nedestruktivní a přenáší obraz přímo k pozorovateli. Výsledkem endoskopické defektoskopické prohlídky je

nezkreslený obraz, jenž je možno dále zpracovat do digitální podoby (digitální fotoaparát nebo kamera). Cílem této

metody tedy bylo zhodnotit charakter poškození ve vnitřních prostorech dutin stropních dílců (především jeho stojin) a

zdokumentovat ho.

Obr. 7 Výsledek vizuální endoskopické prohlídky vnitřních dutin hurdisek

Bylo potřeba zkontrolovat stropní dílce v obou stropních konstrukcích. Za tímto účelem bylo zvoleno několik

zkušebních míst, a to zejména v místech, kde akustická trasovací metoda vykazovala křaplavou odezvu. Pomocí

elektromagnetické sondy byla nejprve určena poloha nosných válcovaných I profilů. V prostorech stropu mezi

stropními nosníky byly následně vrstvou omítky a dolní deskou stropnic HURDIS vyvrtány otvory průměru 12 mm pro

zavedení endoskopu. Endoskop byl rovněž aplikován v místě již odebraného jádrového vývrtu V1.

8


JUNIORSTAV 2008

2.5 Stavební zkušebnictví

Endoskopická prohlídka stropní konstrukce mezi 1. a 2.NP nám neodhalila žádné výrazné poškození ve vnitřních

komorách stropních dílců. Poruchy jsme však detekovali při kontrole hurdisek ve stropní konstrukci nad 2.NP.

Fotografie zobrazená na Obr. 7 ukazuje charakter poškození stojiny stropního dílce v jednom ze zkušebních míst. Jak je

patrné, hurdiska je porušena nejen v příčném směru, ale tato trhlina se dále šíří i do stojin dílce.

3.3.3 Ověření způsobu osazení stropních desek na patky a patek na nosníky

Cílem této části STP bylo ověřit, zda a do jaké míry jsou spáry mezi hurdiskami a patkami a spáry mezi patkami a

I-nosníkem vyplněny maltou, neboť je to jeden z důležitých faktorů při posouzení shody.

Tento parametr byl ověřován pouze na stropní konstrukci nad 2. NP, přičemž bylo zvoleno jedno zkušební místo

v místnosti 2.09. Nejprve jsme pomocí elektromagnetického indikátoru výztuže hledali na stropní konstrukci oblasti,

kudy procházejí I-nosníky. Na jednom z těchto míst byla mechanicky odstraněna vrstva omítky za účelem ověření

způsobu osazení patek na spodní pásnici válcovaného I-nosníku a usazení šikmých čel desek HURDIS na patkách.

Dle našeho zjištění byla v obou případech správně použita malta, takže se nejedná o uložení na sucho. Tloušťka

vrstvy malty mezi patkou a hurdiskou byla změřena pásmem a činí zhruba 10 mm. Při vizuálním hodnocení osazení

patky na nosník jsme se zaměřili také na kontrolu rovnosti jejího osazení, a to tak, že jsme měřili vzdálenost krajních

bodů patky od líce stropní konstrukce. Zjistili jsme, rozdíl výškové polohy krajních bodů ověřované patky činil cca 10

mm, z čehož vyplývá, že ač byla při nasazování patky na nosník správně užita malta, uložení patky přesto nelze

považovat za ideální.

3.3.4 Kontrola způsobu uložení I-nosníků na nosných zdech

Z tvrzení majitelky vyplynulo, že byly všechny nosné zdi z tvárnic SIPOREX v horní úrovni ukončeny dvěma

řadami z cihel plných, na něž pak byly následně uloženy stropní nosníky. Nosníky prý byly položeny tak, že probíhají

spojitě přes všechny místnosti v příčném směru objektu. Délku nosníků jsme dohledali po prostudování ručně psaných

poznámek o výkazu materiálů, které nám byly majitelkou poskytnuty. Nad úrovní zmíněné úložné vrstvy dvou řad cihel

byl, tedy v prostorech uložení stropních nosníků, byly prý zhotoveny železobetonové věnce.

Způsob uložení stropních nosníků jsme ověřovali na nejhornější části střední nosné zdi oddělující místnosti 2.05 a

2.09, kde bylo potřeba mechanickým způsobem odstranit vrstvu omítky.

Roznášecí vrstvu, která by se měla starat o přenesení lokálních zatížení z jednotlivých nosníků stropní konstrukce

na nosné zdi, tvoří dle našeho zjištění skutečně dvě řady plných cihel vyzděných na vápenocementovou maltu, čímž se

zároveň potvrdilo i tvrzení majitelky. Uložení nosníků na cihelném zdivu je realizováno skrz zhruba 10 mm tenkou

vrstvu malty. Existence železobetonových věnců na sledovaném objektu nebyla v rámci prací STP ověřována, stejně

jako délka uložení stropních I-nosníků na obvodových zdech. Při znalosti délky nosníků (8700 mm), světlých rozměrů

místností 2.05 a 2.09 v příčném směru, tloušťky střední nosné zdi, tloušťek vnitřních omítek, a za předpokladu shodné

úložné délky jsme však spočítali, že úložná délka nosníků na obou zdech činí 120 mm.

3.4 Posouzení shody reálného provedení s existujícími montážními postupy

V souvislosti s provedením STP bylo dalším dílčím cílem, důležitým pro ověření skutečného stavu stropních

konstrukcí, porovnat reálné provedení stropních konstrukcí se zásadami a doporučeními, které jsou uváděny

v montážních postupech. Byla snaha ověřit především takové parametry, které jsou důležité z hlediska bezpečnosti a

spolehlivosti stropní konstrukce a které by mohly být určitým vodítkem k objasnění příčin jejích poruch. Zjišťovanými

parametry pro ověření shody byly tyto:

• Existence potěrové vrstvy na horních deskách hurdisek a její přídržnost k nim

• Způsob uložení hurdisek na patky a patek na I-nosníky

• Způsob uložení nosníků na zdech

Při posuzování shody je samozřejmě nezbytné v první řadě vycházet ze současných předpisů. Jak již bylo dříve

uvedeno, montážní postupy výrobce hurdisek, jež firma Flachs, a.s. uváděla na svých internetových stránkách [8], jsou

již v současně době z důvodu likvidace firmy nedostupné, takže jediným současně platným předpisem pro navrhování a

provádění hurdiskových stropů zůstává norma ČSN 73 1105 [6]. Vzhledem ke skutečnosti, že stavba byla realizována

na počátku 80.let 20.století, jsme při ověřování parametrů shody vycházeli pro zajímavost také z montážních postupů

dostupných v tehdejší době, jako například norma ČSN 72 2642 [4] nebo příručka [3].

3.4.1 Existence potěrové vrstvy na horních deskách stropních dílců

Diagnostickými pracemi bylo zjištěno, že ve skladbách obou stropních konstrukcí byla přímo na úroveň horních

desek hurdisek vybetonována betonová deska a teprve až na ní spočívá vrstva výplňového materiálu.

Takovéto pořadí vrstev je z hlediska současných zásad absolutně nepřípustné. Norma [6] zakazuje přímé

nadbetonování stropních dílců, neboť v případě dobré přídržnosti hurdisky a betonu hrozí, že dojde ke spolupůsobení

obou materiálů a vnášení nepříznivé napjatosti do hurdisek v důsledku objemových změn v betonu. Norma deklaruje

9


JUNIORSTAV 2008

2.5 Stavební zkušebnictví

zhotovit na horní povrch hurdisek vyrovnávací vrstvu jemné vápenné malty o tloušťce, jež by neměla překračovat 15

mm.

Zajímavé je, že i montážní postupy dostupné v době realizace stavby tvrdily, že je vždy nutné dávat na hurdisku

nejprve škváru a potom teprve další vrstvy, například beton. V [3] se lze dočíst o zásadě, že nejprve se má na

hurdiskách provést vrstva cementového potěru 10 – 20 mm a poté vyplnit prostor nad touto vrstvou sutí nebo škvárou.

V [4] se hovoří o tom, že by se na horní desku hurdisek měla nanášet vrstva zásypového materiálu (cihelná drť, škvára,

popílek, cihlobeton, škvárobeton, aj.) a na ní vrstva cementové mazaniny o tloušťce 3 až 5 cm. Při použití sypkých hmot

(popílek, škvára) do zásypové vrstvy je třeba na desce vytvořit cementový potěr tloušťky 1 cm.

Jak vidíme, ani starší, ani novější montážní postupy nehovoří o možnosti přímého nadbetonování stropních desek.

Naopak – nové montážní předpisy tuto možnost přímo zakazují. Reálné stropní konstrukce byly tedy provedeny v

neshodě s montážními postupy. U stropní konstrukce nad 2.NP je navíc situace o to horší, že je vrstva betonu pevně

spojena s horními deskami hurdisek a lze tedy usuzovat, že oba materiály spolupůsobí. Diagnostickými pracemi při

ověřování skladby stropní konstrukce mezi 1. a 2.NP jsme sice zjistili, že ke spolupůsobení betonu s hurdiskami

nedochází, neboť v odebraném vzorku z provedeného vrtu byly tyto dvě vrstvy vzájemně odděleny, vyloučit tuto

možnost v rámci celé stropní konstrukce však také nelze.

3.4.2 Způsob uložení hurdisek na patky a patek na nosníky

Na způsob nasazení patek na spodní pásnici I-nosníku a následného uložení stropních desek na patky kladou

dřívější i současné montážní postupy v podstatě stejné požadavky. Patky by se měly osazovat tím způsobem, že se

vápenocementovou maltou vyplní celé prohlubně v patce, která se pak nasadí na nosník. Přitom se dbá, aby mezery

mezi patkou a nosníkem byly zcela vyplněny maltou. Při ukládání hurdisek na patky se předpokládá použití stejné

malty, přičemž norma [6] stanovuje nanést na patky maltu v takové tloušťce, aby po osazení desky byla tloušťka vrstvy

mezi patkou a čelem desky v rozmezí 5 až 10 mm. Totožný postup doporučují i starší montážní postupy, zásady v [4]

mluví i o stejné tloušťce malty, příručka [3] stanovuje tloušťku 15 mm. Ukládat desky na patky na sucho je tedy

naprosto nepřípustné. V [6] je navíc uvedeno, že se vrstva malty nanáší také na boční stěny hurdisek.

Posouzení shody bylo provedeno pouze pro stropní konstrukci nad 2.NP, neboť jen u té byl způsob osazení

hurdisek a patek ověřován. Shodu lze najít v použití malty, která byla nalezena mezi spodní pásnicí nosníku a patkou, a

také na rozhraní patky a stropní desky. Tloušťka vrstvy malty mezi patkou a čelem desky činí zhruba 10 mm, což je

z hlediska současných požadavků taktéž v pořádku. Protože bylo odběrové místo jádrového vývrtu V2 shodou okolností

zvoleno přesně na podélném rozhraní dvou stropních desek, měli jsme na základě vizuální prohlídky odebraného

vzorku možnost posoudit, zda byla malta nanesena na boční stěny desek. I tento požadavek normy [6] je splněn. Lze

tedy závěrem říci, že z hlediska uložení hurdisek na patky a patek na nosníky byla stropní konstrukce provedena

v souladu s montážními předpisy.

3.4.3 Způsob uložení nosníků na nosných zdech

Zásady uvedené v normě [6] uvádějí k problematice uložení nosníků na zdech toto:

• Plochy, na něž se ukládají nosníky, musí být rovinné a bez výstupků

• Nosníky se ukládají na podporující konstrukce tak, aby bylo zajištěno spolehlivé přenášení sil ze stropní

konstrukce na nosné zdi

• Nosníky musí být uloženy na průběžné vrstvě cementové malty s pevností nejméně 5 MPa

• Úložná délka nosníků nesmí být menší než 150 mm.

Starší montážní postupy žádné zásady pro správný způsob uložení nosníků na nosné zdi neuvádějí.

Dle našich zjištění spočívají nosníky na tenké vrstvě tvořené dvěma řadami cihel plných, které jsou navíc v místech

uložení nosníků porušeny trhlinami. Důležitým nedostatkem je tedy skutečnost, že nebyla na podporujících

konstrukcích vytvořená vhodná roznášecí vrstva, která by dokázala spolehlivě přenést značná lokální zatížení ze stropní

konstrukce na nosné zdivo. Nosníky jsou na zmíněné cihelné vrstvě uloženy přes vrstvu vápenocementové malty o

tloušťce cca 10 mm. Nejedná se tedy o cementovou maltu, jak předepisují zásady v [6], a pevnost malty, ač nebyla

v rámci STP ověřována, také patrně nepřesahuje předepsanou hodnotu 5 MPa. Úložná délka je vyhovující pouze na

střední nosné zdi, protože nosníky probíhají spojitě přes tuto zeď, tudíž je přímo rovna tloušťce zdi – 300 mm. Délka

uložení nosníků na obou obvodových zdech, stanovená hodnotou 120 mm, je však z hlediska dnešních zásad

nevyhovující.

3.5 Statické posouzení stropních dílců HURDIS při působení svislého zatížení

Vyhodnocením diagnostických prací při ověřování skladby souvrství stropních konstrukcí byla pro obě sledované

stropní konstrukce zjištěna vlastní tíha souvrství materiálů zatěžujících jednotlivé stropní dílce. Na tuto hodnotu

svislého zatížení bylo třeba provést posouzení hurdisek a ověřit tím jejich ohybovou únosnost.

10


JUNIORSTAV 2008

2.5 Stavební zkušebnictví

Posouzení bylo provedeno dle současných předpisů, tedy norem [5] a [6]. Svislé zatížení, jež musí hurdiska

přenést, se dle normy [6] idealizuje dvěma břemeny, působícími na prostě uloženou stropní desku dle Obr. 8. Hodnota

idealizovaného břemene od extrémního zatížení se pak při tomto způsobu podepření stanoví z podmínky rovnosti

ohybového momentu uprostřed rozpětí hurdisky vyvozeného rovnoměrně rozděleným extrémním zatížením působícím

na hurdisku v reálu a momentu, který by ve stejném průřezu vyvodila dvojice idealizovaných břemen, tedy:

(1)

1 2 F d l p

*g*b* l p = *

8

2 4

g – velikost extrémního spojitého plošného zatížení působícího na reálné stropní konstrukci [kN/m 2 ]

b – šířka stropního dílce [m]

l p – rozpětí stropního dílce při uspořádání dle Obr. 8 [m]

F d – hodnota idealizovaného břemene od extrémního zatížení [kN]

Upravením vztahu (1) získáme vztah pro velikost idealizovaného břemene od extrémního zatížení:

Hodnota F d musí splňovat podmínku spolehlivosti:

F d = g*b*l p (2)

F

F ≤

d

γ h

kg

γ h – součinitel spolehlivost hurdisky uvažovaný hodnotou 2,0

F kg – deklarovaná hodnota odhadu 0,05-kvantilu únosnosti hurdisky uváděná výrobcem [kN]

(3)

Obr. 8 Zatěžovací schéma hurdisky pro statické posouzení dle normy ČSN 73 1105

Velikost zatížení g, které působí na stropní dílce, bylo počítáno dle normy ČSN 73 0035 [7].

Hodnota F kg byla stanovena dle normy [4] platné v době realizace stropních konstrukcí jako nejmenší jednotlivá

únosnost stropního dílce, která je pro použitý typ hurdisek rovna 4000 N.

3.5.1 Stropní konstrukce mezi 1. a 2.NP

Na desky stropní konstrukce mezi 1. a 2.NP působí jednak vlastní tíha souvrství a také nahodilé zatížení, které je

pro obytné budovy uvažované hodnotou 1,5 kN/m 2 . Pro vyvolání maximálního účinku zatížení byla proměnná tloušťka

betonového potěru v této stropní konstrukci uvažována v maximální zjištěné hodnotě (55 mm), tloušťka škvárového

zásypu pak v tom případě odpovídá hodnotě 55 mm. Výpočet zatížení je obsažen v Tab. 5.

Tab. 5 Výpočet extrémního zatížení působícího na stropní dílce stropní konstrukce mezi 1. a 2. NP

Typ

zatížení

Stálé

Typ vrstvy

Objem. tíha

[kN/m 3 ]

Tloušťka

[m]

γ f

Zatížení

[kN/m 2 ]

dřevotřískové kazety 6 0,020 1,1 0,132

betonový potěr 23 0,055 1,3 1,645

škvárový zásyp 9 0,055 1,3 0,644

betonová deska 24 0,070 1,1 1,848

omítka 18 0,020 1,3 0,468

Σ 4,737

Nahodilé užitné 1,5 kN/m 2 1,4 2,100

Kombinace stálé + nahodilé užitné 6,837

11


JUNIORSTAV 2008

2.5 Stavební zkušebnictví

Tab. 6 Posouzení hurdisek stropní konstrukce mezi 1. a 2.NP na účinky svislého zatížení

g

[kN/m 2 ]

b

[m]

l p

[m]

F d

[kN]

F kg / γ h

[kN]

Posudek

6,837 0,250 1,030 1,76 2,00 1,76 VYHOVÍ

V Tab. 6 je vyjádřena podmínka spolehlivosti spolu s posouzením, ze kterého vyplývá, že stropní desky vyhoví dle

normy [6] na účinek svislého zatížení.

3.5.2 Stropní konstrukce nad 2.NP

Zatížení hurdisek ve stropní konstrukci nad 2.NP představuje kombinace stálého zatížení, tvořeného vlastní tíhou

souvrství stropu a na něm spočívající ploché jednoplášťové střechy, a rozhodujícího nahodilého zatížení. Z nahodilých

zatížení bylo uvažováno jednak užitné zatížení na střeše a dále zatížení sněhem, ale obě naráz působit nemohou, a proto

byly obě zvlášť kombinovány pouze se stálým zatížením a výsledkem byla pak kombinace zatížení, jež způsobovala

vyšší účinek. Zatížení větrem nebylo uvažováno, neboť by na této střeše působilo příznivým, odlehčujícím účinkem.

Ačkoli je vrstva škvárového zásypu spádovou vrstvou ploché střechy, takže má po délce objektu proměnnou tloušťku,

bylo zatížení od ní zjednodušeně uvažováno jako rovnoměrné plošné o intenzitě odpovídající tloušťce v nejnepříznivější

poloze. Užitné zatížení na střeše bylo uvažováno hodnotou 0,75 kN/m 2 . Při výpočtu zatížení sněhem jsme vycházeli

z posledních změn v normě [7] z roku 2006, takže byla základní tíha sněhu určována dle mapy sněhových oblastí

odpovídající evropským standardům. Objekt byl zařazen do sněhové oblasti III. Výpočet zatížení je obsahem Tab. 7.

Tab. 7 Výpočet extrémního zatížení působícího na stropní dílce stropní konstrukce nad 2. NP

Typ

zatížení

Typ vrstvy

Objem. tíha

[kN/m 3 ]

Tloušťka

[m]

γ f

Zatížení

[kN/m 2 ]

asfaltové pásy typu S 0,025 kN/m 2 1,1 0,033

betonový potěr 23 0,020 1,3 0,598

škvárový zásyp 9 0,335 1,3 3,920

Stálé

polystyren 0,4 0,080 1,3 0,042

betonová deska 24 0,040 1,1 1,056

omítka 18 0,020 1,3 0,468

Σ 6,117

Nahodilé

Kombinace

užitné na střeše 0,75 kN/m 2 1,4 1,050

sníh 1,5 kN/m 2 * 0,9 * 1,0 1,5 2,025

stálé + užitné na střeše 7,167

stálé + sníh 8,142

Posouzení hurdisek dle normy [6] je provedeno v Tab. 8. Hodnota idealizovaného břemene od extrémního zatížení

nevyhovuje podmínce spolehlivosti, z čehož vyplývá, že hurdisky této stropní konstrukce nevyhoví.

Tab. 8 Posouzení hurdisek stropní konstrukce nad 2.NP na účinky svislého zatížení

g

[kN/m 2 ]

b

[m]

l p

[m]

F d

[kN]

F kg / γ h

[kN]

Posudek

8,142 0,250 1,030 2,10 2,00 2,10>2,00 => NEVYHOVÍ

Pokud bychom chtěli pro zajímavost provést podobné posouzení podle předpisů dostupných v době realizace

stropních konstrukcí, vycházeli bychom z informací z normy [4], která deklaruje, že se stropní desky HURDIS smí

používat pro stropy s celkovým zatížením nepřesahujícím 5 kN/m 2 . Jak je vidět, tato hodnota zatížení je reálně

překročena na obou stropních konstrukcích, tudíž by se obě hodnotily jako nevyhovující.

3.6 Posouzení příčin a zhodnocení závažnosti poruch stropních konstrukcí

Na základě provedení a vyhodnocení STP obou vodorovných nosných konstrukcí, porovnání reálného provedení

těchto konstrukcí s existujícími montážními postupy a předpisy a na základě výsledků statického posouzení únosnosti

12


JUNIORSTAV 2008

2.5 Stavební zkušebnictví

stropních dílců lze za hlavní příčiny poškození sledovaných stropních konstrukcí z CSD HURDIS považovat tyto

skutečnosti:

• Přímé nadbetonování stropních dílců

• Vysoká hodnota zatížení působící na stropní dílce

Skladby souvrství obou stropních konstrukcí byly z hlediska pořadí jednotlivých vrstev nevhodně provedeny. Na

horní desky hurdisek byla vybetonována vrstva hutného prostého betonu, což je v nesouladu se zásadami uvedenými

nejen v současně platné normě na navrhování a provádění hurdiskových stropů [6], ale i v jakémkoli montážním

předpisu z minulosti. Přímé nadbetonování horních desek stropních desek způsobuje v případě pevného spojení

hurdisek a betonového potěru spolupůsobení obou materiálu. V důsledku časově závislého procesu objemových změn

v betonu se do hurdisek vnáší nepříznivé napětí, které způsobí porušení stropních dílců. Horní deska hurdisky je

tlačena, spodní tažena a rozdíl v namáhání obou desek se musí projevit v napětí stojin v hlavním tahu. Důkaz, že byl

tento proces iniciován na závažněji poškozené stropní konstrukci nad 2.NP, nám poskytla endoskopická

defektoskopická prohlídka vnitřních dutin stropních dílců této stropní konstrukce, která v jednom sledovaném místě

odhalila nejen příčné porušení dílce, ale i postup této trhliny stojinami dílců směrem k místu uložení desky na patkách.

Uvedenou skutečnost potvrzuje i fakt, že na vzorku odebraném z jádrového vrtu bylo válcové těleso cihelného střepu

pevně spojeno s betonovým potěrem. U méně poškozené stropní konstrukce mezi 1. a 2.NP se o spolupůsobení betonu

s hurdiskami nedá s jistotou hovořit, neboť v odebraném vzorku z jádrového vývrtu V1 byly tyto dva materiály

vzájemně odděleny a ani endoskopická prohlídka neobjevila typické příznaky poškození, tedy podélné trhliny ve

stojinách dílce. Nelze však úplně vyloučit možnost, že nepříznivý proces objemových změn v betonu mohl být započat i

u této stropní konstrukce.

Domníváme se, že skladby obou stropních konstrukcí byly špatně navrženy i ze statického hlediska a značně

zatěžují stropní dílce. Na účinky svislého zatížení bylo provedeno posouzení dle normy [6], na základě něhož nevyhoví

stropní konstrukce nad 2.NP. Přetížena je ale dle našeho názoru i stropní konstrukce mezi 1. a 2.NP. U obou

vodorovných konstrukcí je dominantní složkou celkového zatížení vlastní tíha souvrství, tedy zatížení, které na

konstrukci působí po celou její životnost. Účinkům tohoto zatížení tedy byly hurdisky vystaveny již od okamžiku

dokončení stavby, čímž by se dalo vysvětlit tvrzení majitelky domu, že se trhliny na stropních konstrukcích objevily již

velmi brzy po dokončení stavby. Výraznou složku zatížení představuje v případě závažněji poškozené stropní

konstrukce nad 2.NP zatížení sněhem. Vzhledem k velmi malému sklonu střechy se dá usuzovat, že se v zimních

obdobích všechen napadlý sníh držel na střeše až do doby, než roztál, a tím pádem způsoboval v těchto obdobích

značné přitížení stropních desek. Domníváme se, že velmi nepříznivě působil sníh na konstrukci především během

extrémně dlouhé zimy na přelomu let 2005 a 2006. Přetížení obou stropů se určitě také podílelo na vzniku trhlin na

nosných zdech, které probíhají od míst uložení stropních nosníků. Absencí vhodné roznášecí vrstvy nedokážou

podporující konstrukce značná lokální zatížení ze stropních konstrukcí přenést.

Ke zhodnocení aktuálního stavu stropních konstrukcí můžeme vyslovit několik tvrzení. Porušené stropní desky se

nepodílí na přenosu zatížení, nicméně zůstávají zaklíněny mezi patkami, které si díky správnému osazení na spodní

pásnice I-nosníků zachovávají stálou polohu a vytvářejí spolu s I-nosníky okrajové podmínky pro stropní desky. Polohu

desek však rozhodně nelze považovat za stabilní, neboť zlomené části hurdisek, které jsou mezi patkami vzpříčeny,

namáhají patky v místech uložení značným napětím, které by v případě dosažení špičkových hodnot mohlo způsobit

porušení patek spojené s explozivním šířením poruchy, oddělením spodních desek hurdisek a náhlým zřícením

podhledu. Ke zmíněnému procesu určitě napomáhá časově závislé objemové změny v betonu, které vyvolávají

nepříznivou napjatost ve stropních deskách. Spouštěcím mechanismem procesu se však mohou stát i jiné, vnější vlivy –

například prudká změna teploty nebo vlhkosti v interiéru. Havárii stropu v budoucnu, které by mohlo mít katastrofální

následky, tedy nelze s určitostí vyloučit.

Aktuální stav obou stropních konstrukcí z CSD HURDIS II lze z hlediska závažnosti nalezených poruch prohlásit

za havarijní, a proto je třeba vypracovat návrh možného opatření, které by v budoucnu dokázalo garantovat jejich

bezpečnost a spolehlivost. Ideovým řešením by mohlo být vytvoření vhodné vynášecí konstrukce, která by dokázala

zabránit bezprostřednímu zřícení podhledu. Bezpečnost stropní konstrukce a zabránění možné havárie podhledu velmi

závisí na trvalém zajištění polohy keramických patek, ve kterých jsou zaklíněny porušené stropní desky. Prvky

statického zajištění by se tedy měly postarat o stabilizaci ocelových I-nosníků, na nichž jsou patky osazeny, a zabránit

jejich možné ztrátě polohy.

4 ZÁVĚR

Cílem příspěvku bylo názorně ukázat, jak se dá komplexně řešit problém reálně poškozené stropní konstrukce

z keramických tvárnic CSD HURDIS od samého zadání posudku až po nalezení příčin jejích poruch a hledání

vhodného řešení, jež by dokázalo do budoucna garantovat její bezpečnost a spolehlivost.

Ačkoli lze v současné době tvrdit, že se situace kolem havárií hurdiskových stropů zlepšila, nelze bohužel vyloučit,

že by v budoucnu k nějakému případu poruchy nebo havárie mohlo přesto dojít, takže potřeba objektivního posouzení

reálného stavu těchto stropních konstrukcí může být stále aktuálním tématem.

13


JUNIORSTAV 2008

2.5 Stavební zkušebnictví

Literatura

[1] FLACHS, Alois. Příspěvek firmy Alois Flachs HURDIS, sborník konference Stropní systémy z CSD HURDIS.

Brno: Stavební centrum. 2002

[2] FLACHS, Alois. Stropní systém HURDIS – technická příručka pro projektanty a stavitele, Hodonín: firma

Alois Flachs – Hurdis. 2000

[3] Ministerstvo výstavby a techniky ČSR. Stropy – konstrukční a technologická pravidla pro svépomocnou

výstavbu. Praha. 1979

[4] ČSN 72 2642 Cihlářské prvky pro vodorovné konstrukce – Stropní desky HURDIS. Praha: Vydavatelství

ÚNM. 1957

[5] ČSN 72 2642 Cihelné výrobky pro vodorovné konstrukce – Hurdisky. Praha: Český normalizační institut,

2003.

[6] ČSN 73 1105 Navrhování a provádění hurdiskových stropů. Praha: Český normalizační institut, 2003.

[7] ČSN 73 0035 Zatížení stavebních konstrukcí. Praha: Vydavatelství ÚNM. 1986 (změna 2006)

[8] http://www.flachs.cz

[9] http://www.sweb.cz/tirelia/zneuzite_hurdisky.htm

[10] http://ihned.cz/index.php?p=000000_d&&article[id]=16489690&article[area_id]=10041240

[11] SCHMID, Pavel. Stavebně technický průzkum stropních konstrukcí systému HURDIS v objektu budovy ČRP

v Brně, Pekařská 23. Brno: Závěrečná zpráva VHČ. 2000

Recenzoval

Ing. Věra Heřmánková, Ph.D., VUT v Brně, Fakulta stavební, Ústav stavebního zkušebnictví, Veveří 95, 602 00

Brno, tel.: 541147817, hermankova.v@fce.vutbr.cz

14

More magazines by this user
Similar magazines