Drevené konštrukcie telocviční T18

Datum: 3.7.2017  |  Autor: doc. Ing. Jaroslav Sandanus, PhD., doc. Ing. Kristián Sógel, PhD., Katedra kovových a drevených konštrukcií SvF STU v Bratislave  |  Recenzent: doc.Ing. Bohumil Straka, CSc., VUT FAST Brno

V Československu bolo v rokoch 1975–1985 postavených viacero telocviční typu T18. Telocvične boli postavené spravidla pre potreby škôl, najmä základných škôl. Vo viacerých prípadoch sa najmä vplyvom nesystematickej starostlivosti o konštrukciu objavili na nosnej konštrukcii poruchy, ktorú môžu viesť k obmedzeniu prevádzky v objektu prípadne až k uzavretiu objektu. V článku sú uvedené podmienky a možnosti predĺženia životnosti týchto objektov. Do riešenia problematiky boli zapojení študenti Stavebnej fakulty STU Bratislava.

Úvod

Presný počet postavených a stále existujúcich a stále funkčných objektov nepoznáme, ich počet odhadujeme na desiatky. Výrobu týchto stavieb zabezpečovala Bučina Zvolen.

Označenie T18 vyplýva z rozpätia nosnej konštrukcie, ktoré je 18 metrov. Pôdorysné rozmery sú 18,8 × 41,15 m.

Telocvične boli projektované ako nízkonákladové stavby, s čím súvisela aj ich odhadovaná životnosť – 20 až 25 rokov. V súčasnosti je ešte viacero týchto objektov v prevádzke, pričom majú už okolo 40 rokov.

Pokiaľ neboli doteraz rekonštruované, nespĺňajú súčasné požiadavky najmä z hľadiska tepelnej ochrany objektu. V lete je priestor v telocvični prehrievaný, v zime naopak – vykúrenie telocvične vyžaduje príliš veľa energie, ak sa vôbec požadovaná tepelná pohoda dá dosiahnuť.

Vo viacerých prípadoch sa najmä vplyvom nesystematickej starostlivosti o konštrukciu objavili na nosnej konštrukcii poruchy, ktorú môžu viesť k obmedzeniu prevádzky v objektu prípadne až k uzavretiu objektu.

Predĺženie životnosti telocvične je za určitých podmienok možné, je určite v záujme vlastníkov, aby telocvičňa mohla byť naďalej využívaná.

Pred akýmkoľvek zásahom do nosnej konštrukcie objektu a akýmkoľvek zásahom do stavby odporúčame urobiť podrobnú diagnostickú prehliadku konštrukcie autorizovanou osobou. Amatérske, i keď dobre mienené zásahy do stavby a niekedy aj do nosnej konštrukcie nemusia priniesť požadovaný výsledok.

Obr. 1 Celkový pohľad na T 18
Obr. 1 Celkový pohľad na T 18
Obr. 2 Bočný pohľad na T 18
Obr. 2 Bočný pohľad na T 18

Proces rekonštrukcie a ďalšieho využitia komplikujú tri javy: konštrukcie nemajú projektové dokumentácie, nie sú známe konštrukčné a statické systémy objektov a nie sú známe rezervy v odolnosti.

Na základe diagnostiky konkrétneho objektu v Želiezovciach a na základe zozbierania informácií o ďalších telocvičniach bol autormi príspevku vypracovaný statický posudok nosnej drevenej konštrukcie pre prípad kompletného zateplenia telocvične.

Cieľom tejto práce bolo overenie danej konštrukcie – či spĺňa medzné stavy únosnosti a medzné stavy používateľnosti v zmysle platných slovenských technických noriem, ktoré sú vypracované už v duchu jednotných európskych noriem, tzv. Eurokódov.

Bola posúdená existujúca drevená nosná konštrukcia telocvične T18 podľa súčasných platných noriem – STN EN 1995-1-1 – a dané výsledky boli porovnané s posúdeniami podľa predchádzajúcej slovenskej technickej normy STN 731701.

Okrem riešenia konkrétnej telocvične v Želiezovciach bola na Katedre kovových a drevených konštrukcií Stavebnej fakulty STU v Bratislave vypracovaná diplomová práca zameraná na variantné návrhy zosilnenia týchto typov telocviční všeobecne. Diplomová práca obsahuje aj návrhy nových konštrukčných systémov pre prípad, že by súčasný stav konštrukcie bol natoľko zlý, že jeho sanácia by nebola efektívna.

Popis konštrukcie

Geometria konštrukcie bola určená z poskytnutých podkladov, vstupné parametre prierezov rámu – priečle a stĺpov – boli určené podľa nameraných hodnôt počas obhliadky objektu. Telocvičňa typu T18 je typizovaná prefabrikovaná drevená konštrukcia.

Budova je dispozične rozdelená na dve časti – hala a zázemie. Obe časti majú vlastnú pultovú strechu. Objekt telocvične je montovaná drevená konštrukcia zo zlepených stĺpov a nosníkov. Štítové steny sú murované a obvodové steny sú výplňové drevené. Okenné výplne sú drevené zdvojené okná. Nosná konštrukcia pozostáva zo šestnástich priečnych rámov. Rozpätie lodí je 18800 mm a 9600 mm. Stavba má obdĺžnikový pôdorys najväčších rozmerov 28,97 × 41,15 m.

Obr. 3 Priečny rez konštrukciou
Obr. 3 Priečny rez konštrukciou
 
Obr. 4 Interiér telocvične s prípravou na rekonštrukciu
Obr. 4 Interiér telocvične s prípravou na rekonštrukciu
Obr. 5 Sondy v strope
Obr. 5 Sondy v strope

Priečna väzba je tvorená troma stĺpmi a dvoma priečlami. Stĺpy sú uložené na železobetónových základových pätkách pomocou oceľových prípravkov. Priečla aj stĺpy majú zložený prierez, pásnice sú vyrobené z lepeného lamelového dreva a dvoch stien z vodovzdornej preglejky. Pásnice a steny sú navzájom zlepené. Priečne väzby sú vystužené vo zvislej rovine pravdepodobne obvodovým plášťom. Obvodový plášť je tvorený drevenými panelmi. Panely majú rámovú drevenú konštrukciu obojstranne opláštenú veľkoplošnými doskami na báze dreva, medzi opláštením je tepelná izolácia. Vystuženie priečnych väzieb vo vodorovnej rovine je realizované výstužnými drevenými rebrovými panelmi v rovine strechy a tiež v rovine podhľadu. Tepelná izolácia je uložená v rovine spodných pásnic priečle. Horné pásnice priečlí sú spájané debnením, ktoré tvorí nosnú konštrukciu pre plechovú krytinu.

Obr. 6 Prípoj stĺpa a priečle, lepidlo Umakol je červeno-hnedé
Obr. 6 Prípoj stĺpa a priečle, lepidlo Umakol je červeno-hnedé
Obr. 7 Prípoj stĺpa a priečle – lepený spoj zaistený svorníkmi
Obr. 7 Prípoj stĺpa a priečle – lepený spoj zaistený svorníkmi

Stavebno-technický prieskum

V rámci stavebno-technického prieskumu bol zisťovaný stav dostupných nosných konštrukcií hlavnej lode z hľadiska poškodenia biotickými a abiotickými činiteľmi.

Obr. 8 Chýbajúca časť dažďového zvodu
Obr. 8 Chýbajúca časť dažďového zvodu

Nedostatky konštrukcie možno rozdeliť podľa príčiny:

  1. nedostatočná (častokrát žiadna) údržba
  2. nevhodné konštrukčné riešenie detailov
  3. nevhodné alebo nesprávne technologické postupy pri výrobe.

1. V rámci údržby akéhokoľvek objektu sa predpokladá, že majiteľ resp. správca objektu zabezpečí pravidelnú kontrolu stavu konštrukcie. Interval pravidelných kontrol závisí od kategórie objektu. Výsledkom pravidelnej kontroly je záznam o nájdených chybách alebo poruchách konštrukcie. Na základe záznamu bude spracovaný projekt sanácie danej poruchy. Tento projekt by mal byť vypracovaný autorizovanou osobou. Tu platí všeobecne známe – včasná identifikácia a včasné odstránenie poruchy je výrazne lacnejšie, ako odstraňovanie zanedbaných porúch.

Obr. 9 Hniloba stĺpa pri zvodovej rúre
Obr. 9 Hniloba stĺpa pri zvodovej rúre
Obr. 10 Totálna hniloba stĺpa (takisto pri odtoku vody)
Obr. 10 Totálna hniloba stĺpa (takisto pri odtoku vody)

2. Počas užívania objektu sú častokrát urobené zásahy do konštrukcie objektu, jeho opláštenia, okolitého priestoru a pod. Drevené konštrukcie sú citlivé najmä na zmenu vlhkosti. Nosná drevená konštrukcia, ktorá je projektovaná do suchého prostredia, nesmie byť vystavená pôsobeniu vody. Takéto pôsobenie môže mať za následok zhoršenie vlastností dreva, čo môže viesť až k postupnej degradácii drevnej hmoty. Príkladom takýchto porúch sú najmä poruchy vodotesnosti strešného plášťa, oplechovania, poruchy fasádnych konštrukcií, atď.

3. V predstavenom projekte neboli dodržané technologické postupy počas výroby lepených lamelových prvkov. Na niektorých miestach došlo k delaminácii – rozlepeniu kontaktných plôch jednotlivých častí prierezov.

Projekt sanácie – Želiezovce

V projekte sanácie boli zohľadnené požiadavky objednávateľa na zateplenie objektu – konštrukcia bola prepočítaná na nový stav, v ktorom pribudnú vrstvy zateplenia a boli navrhnuté opatrenia zabezpečujúce bezpečnosť a spoľahlivosť nosnej konštrukcie v nasledujúcich rokoch.

V rámci stavebno-technického prieskumu bol zisťovaný stav dostupných nosných konštrukcií hlavnej lode z hľadiska poškodenia biotickými a abiotickými činiteľmi.

Nosné konštrukcie vykazujú početné poruchy a poškodenia rôzneho stupňa, vyplývajúce najmä zo zanedbanej údržby konštrukcie – hniloba dreva, nevhodného konštrukčného riešenia päty stĺpov – hniloba dreva a zrejme z nedodržania technologických postupov pri výrobe jednotlivých častí konštrukcie alebo použitia nevhodných materiálov – delaminácia jednotlivých častí prierezu.

Konštrukcie tohto typu boli okolo roku 1975–1985 navrhované na cca 20–25 rokov. Nepriaznivý stav možno vo veľkej miere pripísať nedostatočnej údržbe nosných i nenosných konštrukcií.

V rámci sanačných opatrení bolo navrhnuté:

  1. oprava poškodených častí stĺpov
  2. zastabilizovanie delaminovaných častí stĺpov skrutkami

Oprava poškodených častí stĺpov

Časti stĺpov, ktoré sú napadnuté hnilobou, budú nahradené príložkami z lepeného lamelového dreva. Príložky budú vyrobené individuálne pre každý poškodený stĺp podľa miery poškodenia. Budú prepojené so zdravými časťami stĺpov pomocou spájacích prostriedkov.

Počas obhliadky konštrukcie neboli dostupné všetky časti nosnej konštrukcie – na zabezpečenie takéhoto prístupu by museli byť odstránené aj časti obvodových stien a telocvičňa by nemohla byť ďalej prevádzkovaná. Z tohto dôvodu nebolo možné presne určiť rozsah poškodenia všetkých stĺpov – ten bude určovaný na mieste počas sanácie.

Obr. 11 Oprava poškodených častí stĺpov
Obr. 11 Oprava poškodených častí stĺpov
Obr. 12 Oprava delaminácie stĺpov
Obr. 12 Oprava delaminácie stĺpov

Zoskrutkovanie delaminovaných častí stĺpov

Pásnice stĺpov budú zoskrutkované drevoskrutkami. Vzájomné zoskrutkovanie by malo zabrániť pokračovaniu delaminačných procesov v priereze stĺpa. Pre navrhované skrutky je potrebné predvŕtavať diery. Skrutky budú po výške prierezu prestriedané.

Záver

Ako predĺžiť životnosť týchto objektov? Telocvične T18 sú objekty s drevenou nosnou konštrukciou, pričom plánovaná životnosť týchto objektov je v súčasnosti dávno prekročená.

Možnosť ďalšieho spoľahlivého užívania konštrukcie predpokladá:

  • vykonanie stavebno-technického prieskumu nosných aj nenosných konštrukcií,
  • vypracovanie kontrolného výpočtu so zohľadnením nových požiadaviek na objekt,
  • vypracovanie prípadných sanačných opatrení (ak budú diagnostikované poruchy konštrukcie),
  • vypracovanie projektu zosilnenia nosnej konštrukcie (ak bude preukázané, že v súčasnom stave konštrukcia nevyhovuje),
  • realizáciu navrhnutých opatrení odborne spôsobilou firmou,
  • pravidelné kontroly stavu objektu autorizovanou osobou – odporúčaný interval je jeden rok.

Pri dodržaní vyššieuvedených opatrení je možné predĺžiť životnosť týchto objektov o niekoľko desiatok rokov.

Literatúra

  1. Sandanus, J.–Sógel, K.: Stavebno-technický prieskum a kontrolný výpočet nosnej konštrukcie telocvične v Želiezovciach, StructureSS s r.o., Stupava, 2015
  2. Palušáková, S.: Rekonštrukcia telocvične T18. Diplomová práca, SvF STU v Bratislave, 2016
  3. Kyselica, P: Pozor na statickú bezpečnosť telocviční typu T 18, Technický a skúšobný ústav stavebný, n. o., Žilina, zdroj: internet
  4. Anda, V.: Statický posudok stavby – telocvičňa T18 v Želiezovciach, 2012
 
Komentář recenzenta
doc.Ing. Bohumil Straka, CSc., VUT FAST Brno
Příspěvek podává důležité informace týkající se stavebně-technického průzkumu a posuzování stavu starších dřevěných konstrukcí z hlediska možnosti jejich dalšího používání. Autoři seznamují uživatele s konkrétním typem objektu s dřevěnou nosnou konstrukcí – tělocvičnou v Želiezovciach (Slovensko). Také v ČR byly v daném období postaveny objekty tohoto typu. Pro zájemce o problematiku rekonstrukcí dřevěných staveb, a to nejen uvedeného konstrukčního systému, mohou být závěry uváděné autory přínosné. Pozitivně hodnotím, že v článku jsou uvedeny základní požadavky na diagnostiku konstrukcí a nedostatky, které jsou spojeny s procesem rekonstrukce starších konstrukcí (zejména nedostupnost původní projektové dokumentace, statický výpočet není zpravidla k dispozici, je nutné stanovit potřebné mechanické vlastnosti použitých materiálů a spojů, je obtížné stanovit dobu a způsob provedení konstrukčních úprav).
Autoři správně poukazují na zásadní vliv nekvalifikovaných zásahů do původní konstrukce. Existuje řada případů, že právě tyto zásahy jsou příčinou nevyhovujícího stavu konstrukcí. Na základě výsledků prováděného stavebně-technického průzkumu jsou v článku uvedeny hlavní příčiny nedostatků konstrukcí. Závěry je možné vztáhnout nejen na starší konstrukce, ale i na konstrukce ze současného období.
Cíl, který si autoři stanovili, je v článku definován – ověření dané existující konstrukce ve smyslu současných norem a porovnání s výsledky dle předcházející normy. Popis konstrukce je dostatečně výstižný. Ještě by mohla být zmínka o druhu lepidla (setkal jsem se s případy, kdy u konstrukcí tohoto typu docházelo k poruchám lepených spojů, které také nebyly správně navrženy a provedeny). Článek jistě přispěje k záměru autorů informovat uživatele o výsledcích průzkumu a posuzování starších typů dřevěných konstrukcí a jejich rekonstrukce. Velmi pozitivní je, že do řešení problematiky byli zapojeni také studenti Stavebnej fakulty STU Bratislava.
English Synopsis
Wooden Construction of the T18 Gyms

Between 1975 and 1985, many gyms of T18 type were built in Czechoslovakia. These gyms were mostly intended for schools, specifically primary schools. The manufacturer of these structures was Bučina Zvolen. The index T18 relates to the span of the load-bearing structure which amounts to 18 meters. The ground-plan measurements are 18,8 by 41,15 m.
The gyms were designed as low-cost structures, which also affected the length of their useful life – 20 to 25 years. In the present, many of these structures are still in use even though they are over 40 years old. Since there has been no refurbishment of these structures to this day, they fail to meet any normative criteria, especially concerning the thermal protection of the structure. Due to unsystematic maintenance, defects have in many cases occurred on the load-bearing members. These can result in limits to the structure’s usage and eventually to its complete shutdown. Under some conditions, it is possible to lengthen the useful life of the gym and it should be in the interests of its owners to be able to continue using it. Based on the diagnostics performed on the specific structure in Želiezovce (Slovakia) and the data collected from other gyms of this type, the authors of the presented contribution have elaborated the static calculation of the load-bearing timber structure for the case of enhancing the heat insulation properties to meet the European standards.

 

Hodnotit:  

Datum: 3.7.2017
Autor: doc. Ing. Jaroslav Sandanus, PhD., Katedra kovových a drevených konštrukcií SvF STU v Bratislave   všechny články autoradoc. Ing. Kristián Sógel, PhD., Katedra kovových a drevených konštrukcií SvF STU v Bratislave   všechny články autoraRecenzent: doc.Ing. Bohumil Straka, CSc., VUT FAST Brno



Sdílet:  ikona Facebook  ikona Twitter  ikona Google+  ikona Linkuj.cz  ikona Vybrali.sme.skTisk Poslat e-mailem Hledat v článcíchDiskuse (žádný příspěvek, přidat nový)


 
 

Aktuální články na ESTAV.czVodní elektrárnu staví již přes 45 let. Stavbu dokončí čínská firmaAirbnb omezí v Paříži pronájmy na 120 dní v roce pouze v bytech v centruCez zimu si dajte urobiť ponuku na zariadenia OZE a na jar máte energie takmer zadarmoMěsta s nejvíce znečištěným ovzduším na světě