Adresa společnosti:
Čajkovského 35
616 00, Brno - Žabovřesky
Kontaktní osoba:
Martin Chalabala
+420 724 562 172
Jaké výhody Vám zpevnění pomocí kotevních lan přinese?
Abyste dosáhli cíle, NEpotřebujete:
a s tím spojené velké výdaje, které můžete ušetřit a uplatnit jinde a potřebněji.
Popsané postupy je možno nekonečně modifikovat a rozvíjet, neboť ohebné lano umožňuje trasování dle potřeb a možností konstrukce.
Naše řešení
1. Zesílení stropního / střešního vazníku
Na betonovém stropním vazníku výrobní haly byly při prohlídce zaznamenány ohybové i smykové trhliny.
Střešní konstrukce výrobní haly navržená v souladu s dříve platnými ČSN byla podrobena statickému přepočtu dle současně platných ČSN EN.
Přepočtem bylo zjištěno, že střešní konstrukce nevyhoví účinkům zatížení, stanovených na základě ČSN EN.
Problém
Nejen v České republice, ale v celé EU se u průmyslových objektů – hal hojně používá systém železobetonových montovaných hal s prefabrikovanými prvky. Železobetonové sloupy jsou spojeny průvlaky, na nichž jsou osazeny prefabrikované vazníky. Při pravidelné kontrole konstrukce podle plánu kontrol jsou zjištěny ve vazníku různě široké trhliny. V některých případech jsou trhliny tak široké, že částečně obnažují betonářskou výztuž v konstrukci.
Podobný problém nastává v případech, kdy je konstrukce na přání zákazníka prověřena statickým přepočtem haly např. při změně zatížení vazníků, spojených s instalací výrobního zařízení nebo jen z důvodu požadavku pojišťovny a výpočet ukáže, že konstrukce na dané účinky zatížení nevyhoví.
Příčina problému
Neustálým tlakem na snížení prodejní ceny a následně nákladů, což bylo v posledních deseti letech ve stavebnictví zvláště patrné, mohlo dojít k produkci málo únosných prefabrikátů. U prefabrikovaných vazníků to může být použitím betonu nižší kvality, než udává výrobní nebo projektová dokumentace. Častou chybou je nesprávné množství či umístění betonářské výztuže, která bývá rozmístěna nepravidelně nebo úplně chybí. Výsledkem pak je, že vazník nemá únosnost takovou, pro kterou byl navržen. Jiným zdrojem problémů může být požadavek na co nejrychlejší výstavbu. Dílce jsou na stavbě vystaveny zatížení ještě před očekávaným dozráním betonu, což má za následek vznik deformací v důsledku dotvarování konstrukce.
V případě stavby haly před rokem 2010 mohl projektant – statik k návrhu železobetonových konstrukcí použít národní normu ČSN 731201 Navrhování betonových konstrukcí, od roku 2010 je nutné použít sjednocenou evropskou normu, tzv. eurokód. Výsledek statického výpočtu je jiný. V řadě případů nastává paradoxní situace, kdy prvek, navržený podle původní normy nyní nevyhoví. Toto není chybou v projektu či realizaci, je to způsobeno zavedením jiné metodiky.
Řešení
Řešením nemusí být instalace přídavných sloupů, které zaberou výrobní nebo skladovací prostory a překážejí, o výkopových pracích a betonování za provozu haly, které jsou s jejich založením spojené se ani nemusíme zmiňovat. Elegantním a chytrým řešením je zesílení vazníků jejich předepnutím, tj. vnesením síly, která působí proti zatížení a problémy eliminuje. Předepnutí je realizováno předpínacím lanem Monostrand, které je vedeno po vazníku a natrasováno pomocí deviátorů. Oba konce lan jsou pak zakotvena na krajích vazníku pomocí kotev. V těchto místech se lano předepíná, tj. pomocí hydrauliky se vnáší potřebná předpínací síla.
2. Zesílení / rekonstrukce jeřábové dráhy
Z důvodu úmyslu manipulace s těžšími břemeny je nutné nahradit starý mostový jeřáb novým s vyšší nosností
Starý mostový jeřáb dosloužil a je potřeba provést výměnu
Při revizi jeřábu byl zjištěn havarijní stav jeřábové dráhy
Na nosných konzolách jeřábové dráhy byly zjištěny trhliny
Při výměně mostového jeřábu byl proveden statický přepočet únosnosti jeřábové dráhy podle eurokódů s nevyhovujícím výsledkem
Problém
Mladá strojírenská společnost koupí pro své podnikání starší průmyslový areál, jehož součástí jsou výrobní haly se železobetonovými konstrukcemi a vestavěnými jeřábovými dráhami. Jeřábové dráhy jsou vybaveny mostovými jeřáby o nižší nosnosti, než je uvažovaná hmotnost výrobků v podnikatelském záměru. Výměna mostového jeřábu se jeví jako jednoduchá operace. Při zpracování statického posudku však vyjde najevo, že jeřábová dráha nemá pro manipulaci s těžšími břemeny dostatečnou únosnost.
Při změně výrobního sortimentu je nutné vyřešit manipulaci s podstatně těžšími břemeny. Stávající mostový jeřáb nemá dostatečnou nosnost.
Příčina problému
Velmi častým typem výrobní haly je hala se železobetonovým konstrukčním systémem s vestavěnou jeřábovou dráhou s mostovým jeřábem. Takových hal bylo postaveno jen v bývalém ČSSR ve 2. polovině minulého století řádově ne desítky, ale stovky. Výrobky z produkce v nich byly menší z důvodu manipulačních a přepravních možností, nebyly požadavky na logistická nebo globální řešení. Jeřábové dráhy byly dimenzovány na podstatně menší nosnosti jeřábů, než je nyní požadováno.
Jinou příčinou je, pokud je z důvodu extrémního dlouhodobého užívání nebo přetěžování a z důvodu nekvality při realizaci konstrukce již natolik opotřebená, že vykazuje závažné statické poruchy a nemá tedy dostatečnou únosnost.
Řešení
Řešením je zesílení konstrukčních prvků jeřábové dráhy pomocí vnesení dodatečného předpětí. Jedná se o železobetonový průvlak mezi sloupy, konzoly. V některých případech je nutné ještě zesílení sloupu nebo i základů. Předepnutí se provede pomocí lan Monostrand a deviátorů, lana se ukotví pomocí kotev. Lana jsou vedena po povrchu průvlaků. Zesílení konzol může být provedeno alternativně pomocí předpínacích tyčí.
3. Náhrada části nebo celého nosného prvku konstrukce
Železobetonový nosný sloup vadí v uvolněném prostoru k instalaci nové výrobní linky
Železobetonový průvlak pod stropem vadí instalaci technologie
Problém
Po změně dispozice v původní výrobní hale tvoří překážku v uvolněnému prostoru původní nosný konstrukční prvek - sloup, vazník, průvlak. Uvolněný prostor není možno plně využít, přestože stávající konstrukční prvek tvoří jen zanedbatelnou výměru z celkové plochy.
Instalaci nové technologické linky stojí v cestě konstrukční prvek, který nelze žádným způsobem obejít.
Příčina problému
Modelová situace vzniká v souvislosti s rekonstrukcí výrobní haly, s její revitalizaci nebo s jejím určením pro jiné účely, častým případem je instalace nové technologie nebo její modifikace či doplnění.
Řešení
Řešením je odstranění překážky – konstrukčního prvku a pomocí vnesení dodatečného předepnutí vytvoření tlakového zatížení, kterým se ruší původní síla od zatížení (např. od střešní konstrukce). U překážejícího (Vierendelova) sloupu je vhodným trasováním předpínací výztuže původní svislá síla v části sloupu přenesena do dvou sousedních sloupů, u kterých se již nepředpokládá, že budou zatížení stávající jeřábovou dráhou.
V případě vybourání části průvlaku pod stropem je tato část nahrazena dvojicí lan, která jsou předepnuta a jejich kotvení se ukryje do stropní konstrukce.
4. Snížení průhybu stávajícího mostového jeřábu a zvýšení jeho nosnosti
Mostovka staršího mostového jeřábu vykazuje průhyb
U stávajícího mostového jeřábu je potřeba zvýšit únosnost
Problém
Z důvodu intenzivního a dlouhodobého užívání trvalého těžkého mostového drapákového jeřábu u něj došlo k nadměrného průhybu jeho mostovek.
Příčina problému
Dennodenní intenzivní užívání jeřábu na hranici únosnosti, malá rezerva při jeho dimenzování.
Řešení
Pomocí předepnutých lan dojde k navrácení mostovky (mostovek) směrem k původnímu tvaru tak, aby celkový průhyb plně zatížené mostovky (mostovek) vyhověl příslušným ČSN. Předpínací lana se ke stávající mostovce přichytí pomocí ocelových kotevních prvků a kotev. Lana se vedou po spodní straně mostovky a uprostřed rozpětí mostovky jeřábu dochází k diskrétnímu zlomu lana. Napnutím lan přes tento zlom vzniká svislá síla mířící vzhůru, čímž je mostovka zatížena opačnými silami, než je tomu v případě zatížení vlastní tíhou či břemenem. Vlastnímu provedení předepnutí předchází podrobný statický výpočet a výrobní příprava formou podrobné výrobní dokumentace.
5. Opravy masivních základů
U cementového mlýna dochází k rychlému opotřebení u součástí, které by měly vydržet výrazně delší dobu
U turboexhaustoru byly zaznamenány vibrace, stroj musí být provozován jen s nižšími otáčkami - na nižší výkon
U kovacího lisu je patrná trhlina u základů, která se za provozu otevírá a přivírá
Definice problému
V těžkém průmyslu (úpravnictví nerostných surovin, výroba stavebních hmot, výroba oceli, zpracování kovů, apod.) se používají mohutné výrobní stroje nebo agregáty o hmotnostech desítek nebo dokonce stovek tun. Ty se při výrobním procesu pohybují a vyvozují tak mimo značných statických účinků i velké dynamické účinky. Konkrétně se jedná o drtiče, třídiče, mlýny, sušárny, rotační pece, lisy, ventilátory a další. Pokud u takového stroje dojde k poruše základu, znamená to vždy výrazný a někdy i těžko diagnostikovatelný problém. Projeví se třeba vibracemi, povolováním kotevních šroubů, výrazně větším opotřebením pohybujících se součástí stroje, nebo i jinak. Pokud se detekce závady nedaří a když i přes pečlivou a pravidelnou údržbu nebo po generální opravě, výměně součástí, problém vyvstane opět, je nutno hledat příčinu právě v základu stroje.
Příčina problému
Mohutný výrobní stroj vždy představuje investici na desítky let. Často má za sebou již 30, 40 nebo i více let provozu a je na hranici své životnosti. V takovém případě se může jednat i o únavu materiálu nebo o kombinaci více vlivů. Na počátku problému může stát projekční chyba při výpočtu a navrhování nebo při realizaci. Zde se často setkáváme hlavně s technologickou nekázní, spojenou s nedostatečným nebo neodborným dozorem při výstavbě. U staveb budovaných v 60. - 70. letech minulého století je častým problémem nedostatečné vyztužení základu. Není obvykle respektována skutečnost, že se jedná o dynamicky namáhanou stavební konstrukci, která vyžaduje prostorové uspořádání betonářské výztuže. Specifickou problematikou bývá nekvalitní ošetření pracovních spár před dalším krokem betonáže. Díky členitosti velkých základových bloků bývá těchto pracovních spár navrženo po výšce hned několik. Pokud není pracovní spára řádně ošetřena před dalším krokem betonáže a pokud není v konstrukci navrženo dostatečné množství betonářské výztuže, která prostupuje skrz tuto spáru, výrazně stoupá riziko oddělení základu právě touto spárou. Oddělením základu mnohdy diametrálně klesne schopnost základu pohlcovat dynamické účinky vyvozené strojem.
Častým problémem bývá horizontálně odlomený základ, většinou v úrovni paty kotevních šroubů, může však dojít k jeho vertikálnímu prasknutí z důvodu sesednutí jedné jeho části, časté jsou poruchy kotvení strojů.
Řešení
Naším řešením (pokud je to ještě vůbec možné) není kompletní demolice a výstavba nového základu. To totiž znamená vždy velkou investici a zejména odstávku a výpadek produkce. Naše řešení je výrazně jednodušší a s minimálním dopadem na provoz zařízení. Po provedení stavebního průzkumu a diagnostice je nutné zajistit nové sepnutí prasklých částí základu. To je provedeno „sešitím“ nebo lépe „sepnutím“ uvolněných částí betonu pomocí ocelových lan, která budou následně předepnuta. Vhodně trasovanou předpínací výztuží a velikostí předpínací síly pak budou oddělené části betonu spojeny dostatečným tlakem, takže obě odlomené části betonu budou znovu dynamicky spolupůsobit. Tím dojde k tomu, že betonový blok se opět začne chovat jako jeden spojitý funkční celek. Nebude docházet k tahovému namáhání betonu, se kterým se beton obecně špatně vyrovnává, ale naopak beton bude vystaven trvalému nízkému tlaku. Deformace betonu se tak budou odehrávat pouze v pružné oblasti materiálu.
6. Zesílení zděné klenby mostu nebo jiné zděné konstrukce
U zděného propustku nad silnicí III. třídy se rozestupuje klenba, rozvolňuje se malta ve spárách
U klenbového mostu na místní železnici nastal vlivem stáří a podcenění údržby havarijní stav
Strop starého sklepení s cihelnou klenbou hrozí zřícením
Klenby historické kolonády jsou v havarijním stavu
Problém
Vzhledem k historii zemí Střední Evropy, kdy již v 19. století probíhala poměrně masivní výstavba dopravní infrastruktury jsme zdědili zejména na místních silnicích a cestách nebo i místních železničních tratích řadu mostních objektů, které stále ještě slouží, avšak jejich stav je vlivem zubu času havarijní.
V historii byly nejčastějším stavebním materiálem cihly nebo kámen. Stropy pak byly často řešeny jako klenuté. Tyto stavby, z nichž mnohé mají historickou hodnotu, jsou za hranicí své životnosti a vyžadují generální rekonstrukci.
Příčina problému
V silničním stavitelství se klenby objevily už při zřizování cest na přelomu 18. a 19. století, v pozemním stavitelství pro budování stropů nebo jiných konstrukcí však ještě mnohem dříve. Hromadná výstavba klenbových mostů nastala v době budování železničních tratí, přibližně v první polovině 19. století. Byl použit tradiční materiál, kámen, cihelné zdivo. Pohyblivé zatížení, se kterým bylo při výstavbě uvažováno vzrostlo několikanásobně. Objekty byly vystaveny dlouholetému působení povětrnostních vlivů, v případě mostů pak i chemických vlivů – solení v zimním období. Před řadou let byla provedena řada necitlivých a neodborných zásahů k jejich opravě, což však nakonec přispělo ke zhoršení stavu. Objekt byl narušen kořenovým systémem náletové vegetace. Průběžná údržba byla nedostatečná. Most, propustek, obecně stavba je za hranicí své životnosti.
Řešení
Statické zajištění starých klenbových mostů, propustků nebo památek sepnutím předpínacími lany je efektivním, rychlým, citlivým a finančně nenáročným způsobem, jak je zachránit před zubem času a zachovat dalším generacím. Tímto způsobem lze řešit problémy s trhlinami v klenbách, vykláněním stěn a sloupů v podélném směru, poruchy základů a další závažné statické poruchy.
Velmi efektivní je použití zpevnění dodatečným předepnutím u mostních klenebních konstrukcí. Mimo podélného sepnutí klenby je možno provést také příčné předepnutí klenební mostové konstrukce a přenesení hlavní zatížení do krajových železobetonových opěr.
Výhody zvoleného řešení
7. Zesílení mostní železobetonové konstrukce
Havarijní stav železobetonové mostní konstrukce
Zvýšení únosnosti železobetonového silničního mostu
Problém
S měnícími se požadavky na zatížitelnost mostních konstrukcí dochází k překročení únosnosti mostovky mostu. Mosty je možno provozovat pouze s omezenou zatížitelností, což komplikuje přepravní vztahy v rámci daného regionu. Při stanovení zatížitelnosti starších mostních konstrukcí je třeba vycházet z podrobného stavebně statického průzkumu, který má za úkol detailně zmapovat stav mostní konstrukce. Vzhledem k omezenému množství zkušebních vzorků bývají pevnostní charakteristiky použitých materiálů statisticky poníženy, což dále komplikuje snahu dostat z mostní konstrukce co možná nejvyšší zatížitelnost.
Příčina problému
Požadavek provozovatele mostu na vyšší zatížitelnost mostní konstrukce nelze splnit z důvodu malé únosnosti mostovky. V takovém případě se obvykle volí nákladné opravy např. v podobě horní spřahovací desky nebo se volí alternativní postupy (objízdné trasy, výstavba mostních provizorií apod.).
Další příčinou problému může být nedostatečná únosnost mostní konstrukce na stávající zatížitelnost vyvolaná pouhým stárnutím mostovky.
Řešení
Až neuvěřitelného efektu lze dosáhnout zesílením deskových a trámových železobetonových mostních konstrukcí metodou náhradních dodatečně vrtaných kanálků, kterými jsou lana protažena a předepnuta. Trasování lana je prováděno pomocí ocelových deviátorů, které svojí geometrií zabrání jeho poškození. Na rozdíl od lepené výztuže na povrchu konstrukce, která se aktivuje až po zatížení a tím se nespolupodílí na přenosu sil od stálého zatížení, se předpětí, vnesené do konstrukce ihned spolupodílí na přenosu sil vzniklých od stálého zatížení a výrazně zlepšuje stav, kdy konstrukce ještě není namáhána od nahodilého zatížení. Vnesení tlakových sil předpětím dochází k uzavření trhlin a tím pádem je odolnost betonové konstrukce výrazně prodloužena.
Většinu prací spojených s touto technologií lze provést bez přerušení provozu na mostu nebo jen s malým omezením. Metodu lze dobře použít u objektů, které se zdají být po statické stránce neopravitelné nebo jinak nelze dosáhnout požadované zatížitelnosti.
Výhody zvoleného řešení
8. Využití dodatečného předpětí při stavbě průmyslových zásobníků a sil nebo i jen samostatných stěn
Je požadována vysoká dělící stěna, na kterou působí velké zatížení od sypkého materiálu
Při návrhu nového zásobníku/sila je požadována štíhlost stěn, spojená s velmi vysokou odolností proti explozi
U betonového zásobníku na odpadní vodu je vyžadována maximální těsnost
Řešení
V naší praxi statiků – betonářů se vždy důsledně snažíme měnit chování železobetonových konstrukcí tak, abychom co nejvíce vyloučili tahové namáhání betonu. Tento přístup lze uplatnit i při návrhu masivní železobetonové stěny sila, zásobníku, skládky apod. Klasicky řešená stěna, vyztužená měkkou betonářskou výztuží vychází velmi masivní. Proto je možné snížit hmotu stěny a tím i její tloušťku při zachování její nosnosti vnesením dodatečného předpětí.
9. Dodatečně předepnuté nové ocelové konstrukce
Při návrhu nové ocelové konstrukce je požadováno netradiční, lehké a zároveň levné řešení
Řešení
Novým technickým řešením je částečně předepnutá rámová příčel s navzájem se protínajícími parabolickými pásy. Tvoří zajímavou alternativu klasických příhradových vazníků. Z hlediska stavební mechaniky se jedná o Vierendeelův nosník, jehož parabolické pásy jsou navrženy tak, aby sledovaly průběh ohybového momentu na rámové příčli zatížené rovnoměrným spojitým zatížením. Výhodou tohoto řešení je, že normálová síla v pásu je po celé délce příčle konstantní a je afinním obrazem zmíněného ohybového momentu. Díky tomu je možné průřez pásů navrhnout konstantní, bez toho, že by materiál v krajích zůstával nevyužit. Hmotnost příčle lze takto snížit až o třetinu v porovnání s klasickým příhradovým nosníkem (ať již rovnopásým či sedlovým).
Popsané řešení je vhodné především pro haly středních a velkých rozpětí. Rozhodujícím kritériem pro návrh tohoto typu konstrukcí bývá většinou nikoliv mezní stav únosnosti, ale mezní stav použitelnosti – tedy průhyb příčle. Vzhledem k tomu, že stálá zatížení tvoří cca 30 – 50% zatížení celkového, jeví se jako velmi vhodné eliminovat jejich průhyb a snížit tak celkovou deformaci konstrukce.
Vhodným způsobem jak eliminovat průhyb od stálých zatížení může být předpětí předpínacími lany či šrouby. Nejenže se eliminuje průhyb od stálých zatížení, ale také se výrazně sníží namáhání rámové příčle. Konstrukci je pak možné navrhnout štíhlejší a lehčí.
10. Sanace skal
U pískovcové skalní stěny se objevily trhliny, stěna hrozí sesuvem
Problém
U pískovcového materiálu dochází vlivem eroze k oddělování velkých bloků od základní masy skály. Sanace takto uvolněného mnohatunového skalního masivu nalézajícího se ve velké výšce nad terénem je obtížná. Proto se zpravidla řeší tím, že takto uvolněné kamenné kvádry jsou mechanicky rozbity a strženy dolů a skalní masiv je zajištěn proti padajícímu kamení venkovní drátěnou sítí. Všechny tyto práce probíhají zpravidla horolezeckou technikou, neboť skalní masiv je jen obtížně dostupný pro bourací a vrtací techniku.
Příčina problému
Zvětrávání horniny, tektonické poruchy.
Řešení
I výše uvedený problém lze řešit pomocí vnesení dodatečného předpětí a to podobným způsobem jako u opravy masivních základů. I v těchto případech sešíváme jednotlivě uvolněné bloky horniny s pevnou základnou k sobě pomocí letmého dlouhého hlubokého vrtu, který osazujeme následně letmým kotvením předpínacího prvku lana nebo tyče, doplněného speciální silikátovou kotevní maltou.
Toto řešení lze velmi efektivně využít na stabilizaci těžko přístupných uvolněných skalních bloků, kdy za použití speciální elektrické vrtací techniky lze i tímto nářadím provést dlouhé a hluboké vrty a manipulovat s nářadím za použití pouze horolezecké techniky. Vlastní realizaci, vždy předchází inženýrsko-geologický a statický průzkum zájmové oblasti a technický návrh nejvhodnějšího řešení podložený statickým výpočtem. Předpoklady výpočtu jsou v průběhu realizace ověřovány kontrolou pevnosti kamene a dosažené vnesené síly. Dosažené výsledky je pak možno dlouhodobě sledovat pomocí osazeného monitorovacího zařízení.
Čajkovského 35
616 00, Brno - Žabovřesky
Martin Chalabala
+420 724 562 172