Základy staveb: Betonové a zděné patky a výpočet zatížení

Při stavbě rodinného domu mnoho lidí pořádně neví, jaké mají možnosti v případě samotného založení stavby. Automaticky zvolí klasickou základovou desku a jednají pouze o ceně. Existuje však méně známá metoda, která je v USA zcela běžná. Jedná se o založení na patkách, tzv. crawl space.

Založení rodinného domu na patkách

V otázce založení rodinného domu se vám nabízí několik možností - nejběžnější je základová deska, další variantou je založení na zemních vrutech nebo patkách (tzv. crawl space). V Česku převládá založení na železobetonovou základovou desku a patky bývají spíše levnější alternativou pro menší stavby. Základové patky se mohou realizovat pouze u menších domů nebo dřevostaveb zhruba do velikosti 3+1 nebo 3+kk. Princip obou technologií spočívá v několika betonových opěrách v zemi.

Na rozdíl od založení domu na základové desce tedy vznikne pod rodinným domem volný prostor, který je výhodný z hlediska větrání a zabránění přímého kontaktu dřevostavby s terénem (optimální výška je 60 cm). Vzdálenost patek i správné dimenzování je závislé na mohutnosti konstrukce a stavu zeminy (podmáčené, jílovité, stabilní podloží) - tyto parametry vám určí statik. Vždy však platí pravidlo, že by základy měly zasahovat do nezámrzné hloubky (minimálně 0,8-1,2 m).

V USA je zakládání rodinných domů na betonových patkách zcela běžné. Tomuto vyzdvižení stavby nad terén se říká tzv. crawl space, v překladu „průlezný prostor“ (založení domu s odvětrávanou dutinou).

Význam ochrany proti vlhkosti

Češi, kteří zakládají svůj dům na betonových patkách, však mnohdy ignorují vlhkost ze zeminy z „úsporných“ důvodů. Všichni ale víme, že právě vlhkost může být pro dřevostavbu fatální problém. Podstatnou nevýhodou založení dřevostavby na betonových patkách je častější tvorba plísní a hniloba dřeva. Nezbytnou nutností je zajištění spádování terénu. V zahraničí se zemní vlhkost zcela běžně zajišťuje parozábranou na terénu. Parozábranu je nezbytné vytáhnout až na prostupující základové konstrukce a instalace.

Čtěte také: Krok za krokem: Betonové sloupky

Budou-li záměrně uzavřeny či ucpány větrací otvory, spodní stavba domu nebude dostatečně větrána, což povede k vytvoření příznivých podmínek pro růst plísní na povrchu konstrukcí, následnou hnilobu organického materiálu a korozi kovů. Pokud tedy budete chtít skrýt tyto betonové patky, je důležité, aby pod domem zůstala větraná vzduchová mezera.

Typy kotevních patek a jejich kotvení

Kotevní patky jsou ocelové prvky navržené tak, aby přenášely zatížení z nadzemních konstrukcí do betonového základu.

Patky s trnem pro zabetonování

U první varianty, kdy základ není hotový a budeme jej teprve betonovat, můžeme využít kotevních patek s trnem, kdy trn kotevní patky přímo zabetonujeme do základového pilíře, beton v okolí kotevního trnu by měl být zhutněn na min. C16/20. Tato varianta je nejrychlejší, bez potřeby dalších nástrojů, nářadí a kotevních prvků. Je však potřeba vyšší zručnosti a pečlivosti při betonování patek, aby všechny patky byly přesně zabetonované kolmo k základu, ve správné výšce a ve správné poloze.

Typy kotevních patek s trnem:

• Kotevní patka tvaru U - nejpoužívanější typ kotevní patky, dostupná pro trámky o průřezech 60, 80, 100, 120, 140, 160 mm.
• Kotevní patky tvaru U s prolisem - patka s prolisem poskytuje lepší ochranu dřevěného prvku, kdy je spodek trámku na prolisech a je lépe chráněn proti vlhkosti.
• Kotevní patky tvaru L - tento tvar patky se využívá pro podepření rohových spojů trámků, nebo v případech, kdy nechceme, aby patka byla viditelná z pohledové strany konstrukce.
• Kotevní patky tvaru T - patka T se vkládá do naříznuté drážky v dřevěném prvku. Výhodou této patky je, že není viditelná z žádné pohledové strany.

Kotvení patek do hotového betonového podkladu

U druhé varianty, kdy již máme hotový betonový podklad, lze také použít výše uvedené kotevní patky s trnem, ale musíme nejdříve do betonu vyvrtat kotevní otvor pomocí stavebního vrtáku SDS. Do vyvrtaného otvoru potom trn kotevní patky upevníme ve správné poloze pomocí chemické malty.

Typy kotevních patek pro kotvení do betonu:

• Kotevní patka U s deskou pevná - tato kotevní patka tvaru U je pevná, bez možnosti výškového nastavení. Spodní obdélníková patka pro uchycení do betonu má dva montážní otvory. Tyto pevné patky nabízíme pro trámky o průřezech 60, 80, 100, 120 a 140 mm.
• Kotevní patka U s prolisem šroubovací - výškově nastavitelná patka tvaru U s prolisem poskytuje lepší ochranu dřevěného prvku, kdy je spodek trámku na prolisech, což ho lépe chrání proti vlhkosti. Spodní čtvercová deska má čtyři montážní otvory pro uchycení do betonu a horní patka U je výškově stavitelná pomocí šestihranných matic.
• Kotevní patka U stavitelná - patka tvaru U s možností šířkového nastavení pro různé průřezy trámků v rozsahu 80-160 mm. Tato stavitelná patka se často používá pro výstavbu ze starých použitých trámů, kdy trámky nemají v celé své délce stejný průřez. Patka je výškově stavitelná pomocí prodloužené šestihranné matice v rozsahu 110-190 mm.
• Kotevní patka T šroubová - patka T se vkládá do naříznuté drážky v dřevěném prvku, výhodou této patky je, že není viditelná z žádné pohledové strany. Nejčastěji se používá pro svislé trámky. Patka je výškově stavitelná pomocí prodloužené šestihranné matice v rozsahu 110-190 mm.
• Patka pilíře s pevnou deskou - patka pilíře s pevnou horní deskou s přivařenou šestihrannou maticí s možností výškového nastavení pomocí závitové tyče. Spodní deska pro uchycení do betonu má čtyři montážní otvory.
• Patka pilíře s volnou deskou - patka pilíře s volnou horní deskou s možností výškového nastavení pomocí závitové tyče. Spodní deska pro uchycení do betonu má čtyři montážní otvory.

Možnosti upevnění patek do betonu

Nejčastěji doporučovaná varianta kotvení je pomocí ocelových průvlakových kotev. Do betonu vyvrtáme otvory pomocí stavebního vrtáku SDS dle roztečí v ocelové základně patky. Hloubka a průměr otvorů závisí na zvoleném rozměru ocelové kotvy. Z vyvrtaného otvoru je nutné odstranit prach, aby byl otvor čistý, ideální je vyfoukat vzduchem pumpičkou nebo použít kompresor.

Čtěte také: Postupy rekonstrukce trámových stropů

Další používanou variantou je přímé přišroubování patky pomocí šroubů do betonu se šestihrannou hlavou. Tuto variantu volíme především v případech, kdy patku kotvíme blízko k okraji betonového základu, protože při kotvení nevzniká v otvoru napětí jako u průvlakových kotev a sníží se tak riziko prasknutí betonu. Pro kotvení patek doporučujeme šrouby o průměru 8 pro otvory 10,5 mm a průměr 10 mm pro otvory 12,5 mm.

Patku můžeme také do betonu upevnit pomocí nylonových hmoždinek a vrutů se šestihrannou hlavou. Pro tuto možnost kotvení doporučujeme hmoždinky Mungo Quattro, které mají vysokou možnost zatížení. Posledním již zmiňovaným způsobem ukotvení je pomocí chemické malty. Toto kotvení je nejvhodnější pro pevné patky s trnem pro zabetonování. Můžeme jej ale použít i pro kotvení patek s kotvící deskou. K tomuto způsobu kotvení se používají závitové svorníky (nařezané závitové tyče na požadovanou délku), které se pomocí chemické malty upevní do vyvrtaných otvorů.

Upevnění dřevěných prvků k patkám

Variantou číslo jedna, kterou doporučujeme, je použití vrutů RAPI-TEC, určených přímo do tesařského kování, patek a zemních vrutů. Jedná se o vruty vyrobené z jakostní oceli s vysokou pevností, které mají válcové osazení pod hlavou a zapadnou přesně do otvorů v kotevní patce.

Druhou nejčastější variantou je použití standardních konstrukčních vrutů s talířovou hlavou nebo stavebních vrutů RAPITEC SK-PLUS. Oba výše uvedené typy vrutů mají kvalitní povrchovou úpravu s kluzným povlakem na závitu a šroubují se také přímo bez předvrtání do plného materiálu.

U patek tvaru T, které se zasouvají do vyříznuté drážky v trámku je pro montáž nutné použít závitové svorníky, šestihranné nebo vratové šrouby v průměru závitu M10 a délce podle průřezu trámku. V tomto případě se musí v trámku vyvrtat otvory o průměru 10,5 -11 mm v přesné pozici jako jsou otvory v patce. Pod hlavy šroubů a pod matice doporučujeme použít velkoplošné podložky.

Čtěte také: Význam betonových zátarasů pro Prahu

Výpočet zatížení betonové podlahy a základů

Při návrhu průmyslové podlahy je nutno uvést, na jaký druh zatížení (plošné, bodové a pohyblivé) je podlaha navrhována. Do výpočtu vstupuje krom zatížení i sedání podloží, možné deformace, druh použitého betonu nebo případné vyztužení. Každá stavba a podmínky jsou individuální, takže odchylky být mohou. Zatížení obecně jsou popsána v normě ČSN EN 1991.

Zatížení betonových podlah

Nosné betonové podlahové desky čelí dvěma typům zatížení: statickému a dynamickému zatížení.

Statické zatížení:

Mezi statická zatížení patří například ukládání výrobků, zařízení, stroje a skladovací regálové systémy. Rovnoměrně rozložené zatížení obecně způsobují větší břemena s velkou styčnou plochou, například dřevěné palety nebo role papíru naskládané na sebe. Pokud jsou stroje a výrobní zařízení instalovány přímo na podlahách, lze jejich základy také považovat za rovnoměrné zatížení. V této situaci je důležité zvážit a tlumit případné vibrace. Bodová zatížení vznikají u jakéhokoli zařízení nebo konstrukce upevněné na stojinách se základovými deskami. Nejběžnější statická bodová zatížení pocházejí od skladovacích regálů. V běžném statickém regálovém systému se zatížení přenáší na desku prostřednictvím patek. Patky mají relativně malou účinnou styčnou plochu s podlahou. Většina patek je upevněna do podlahy pomocí šroubů, které roznášejí zatížení. Jak již název napovídá, jedná se o zatížení, které působí po linii, například hmotnost vnitřní příčky uložené na podlaze, převedená v jednotkách síly na jednotku délky.

Dynamické zatížení:

Zařízení pro manipulaci s materiálem představují dynamická a bodová zatížení. Vysokozdvižné vozíky, paletové vozíky a zakladače přemísťují palety a kontejnery pro volně ložené výrobky nebo pro vychystávání objednávek. Provoz má velký vliv na podlahu a její design.

• Paletový vozík, ruční vozík nebo přívěs - nosnost maximálně 3 tuny a malá polyuretanová kola. Malá a tvrdá styčná plocha kol vytváří vysoký lokální tlak na povrch podlahy. Ideální povrch podlahy pro jejich provoz je plochý a rovný.
• Vysokozdvižné vozíky s protizávažím - nosnost může být 10 a více tun, v průmyslových budovách však obvykle nepřesahuje 4 tuny. Pneumatiky jsou buď z pevné pryže, nebo pneumatické. Tato zařízení tolerují nerovnosti povrchu a umožňují širší spáry.
• Vysokozdvižné vozíky pracující ve velmi úzkých uličkách (VNA) - vyžadují vysokou toleranci rovinnosti a vodorovnosti podlahy. Kola tohoto zařízení jsou obvykle z tvrdé neoprenové pryže. Vozidlo má pevnou dráhu a obvykle nezpůsobuje extrémní a agresivní otěr povrchu podlahy.

Podklad a konstrukční návrh

Aby bylo zajištěno, že betonová podlaha bude úspěšně přenášet své konstrukční zatížení, je nezbytné navrhnout a zkonstruovat podklad stejně pečlivě jako samotnou podlahu. Tlaky působící na podklad v důsledku zatížení jsou obvykle nízké, protože betonové podlahové desky jsou tuhé a zatížení od kol vysokozdvižných vozíků nebo vysokých regálových podpěr se rozkládá na velké plochy. Betonové podlahy tedy nutně nevyžadují silnou podporu z podloží.

Podkladní zeminy se považují za problematické, pokud jsou vysoce expanzivní nebo vysoce stlačitelné, jako jsou například jíly a hlíny. Aby se předešlo problémům s podložím, musí být provedena správná klasifikace podložní zeminy. Konstrukční návrh betonové podlahové desky na terénu se řídí podmínkami podloží a zatížením podlahy. Existují dvě možnosti návrhu: deska uložená na zemině nebo zavěšená deska podepřená pilotami. Oba typy konstrukce mohou být vyztuženy ocelovými sítěmi, vlákny nebo mohou být dodatečně předepnuty.

Spáry v betonových podlahách

Ve skladech a logistických centrech je vysoká intenzita provozu. Aby byla zachována dlouhodobá funkčnost a bezpečný provoz těchto zařízení, je třeba minimalizovat vznik neplánovaných trhlin v betonu, zatímco plánované dilatační a smršťovací spáry musí být navrženy tak, aby vyhovovaly provozu. K prevenci vzniku trhlin přispívá správný návrh betonové směsi, použití betonářské výztuže, dostatečné ošetřování betonu a jeho vytvrzení a vhodný návrh roztečí spár. K praskání dochází, když tahové napětí v části desky překročí pevnost betonu v tahu.

Neplánované trhliny v podlaze skladu nebo logistického areálu vedou rychle ke zhoršení stavu vlivem provozu, což způsobuje bezpečnostní problémy a potenciální poškození výrobků nebo zařízení. Konstrukční spáry jsou navržené tak, aby se přizpůsobily běžnému pohybu konstrukce a obvykle se těsní vysoce pružným tmelem. Tento postup je nevhodný ve skladech a logistických zařízeních, pokud se konstrukční spára nachází v místech dopravního provozu. Smršťovací spáry se přizpůsobují pohybu, který vzniká smršťováním betonové desky při jejím vytvrzování. V praxi se tyto spáry ale i nadále pohybují v důsledku změn teploty a vlhkosti. V oblastech, kde se předpokládá provoz vozidel, musí být tyto spáry po prořezání vyplněny. V případě ponechání bez ošetření budou tvrdá kola narážet na okraj spáry, což povede ke vzniku výtluků.

Odolnost a povrchová úprava

Tradičně nejdůležitější a nejžádanější vlastností povrchu podlahy ve skladu je její odolnost proti opotřebení a nízká prašnost. Odolnost proti otěru nebo opotřebení je schopnost povrchu odolávat poškození způsobenému třením, valením, klouzáním, řezáním a nárazovými silami. Mechanismy otěru se v různých provozech značně liší. Mohou se vyskytovat kombinace různých zatížení, například provoz nákladních automobilů, pěší provoz a smýkání břemen. Odolnost podlahy proti otěru silně závisí na složení betonu a tvrdosti a houževnatosti vrchního materiálu, včetně povrchových nátěrů. K dispozici je řada testů pro měření odolnosti proti opotřebení a nárazu. Některé měří tvrdost samotného materiálu, jiné odolnost povrchu proti opotřebení.

Beton je porézní materiál s omezenou chemickou odolností. Organické a minerální kyseliny reagují se zásaditým cementovým materiálem a narušují jeho povrch. Mnoho dalších látek, včetně většiny potravin, olejů a některých chemikálií vnikají do betonu a časem způsobují jeho degradaci. Konečný vzhled betonové podlahy nebude nikdy tak jednotný, jako povrchová úprava s nátěrem. Přebytek ošetřujícího nátěru povrchu může způsobit tmavší plochy v důsledku jiných podmínek při vyzrávání povrchu. Barevné rozdíly se časem a používáním podlahy sníží nebo zmizí, aniž by měly vliv na kvalitu povrchu.

Běžná betonová podlaha má šedou barvu. Existují však způsoby, jak zhotovit barevné betonové podlahy s různým vzhledem. Vsypy mohou obsahovat pigment a dosáhnout tak barevné úpravy povrchu. Další možností je použití probarveného betonu nebo dodatečné změny barevnosti povrchu betonu použitím slabých kyselin a vodou ředitelných pigmentů. Nedávná novinka využívá kombinace barevných pigmentů ve vsypu a následného broušení, které dodají podlaze jedinečnou strukturu a vzhled. V současnosti jsou preferovány světlé barevné odstíny, jako je žlutá, béžová, světle šedá nebo dokonce bílá, zajišťují vyšší odrazivost a jas v místnosti.

Pouze správná kombinace návrhu únosnosti, kontrolních spár, jejich ošetření, dodržení tolerance rovinnosti a volba povrchové úpravy snižující opotřebení povrchu umožní, aby podlaha ve skladu fungovala podle očekávání, s maximální účinností a hospodárností. Jakákoli vada ve specifikaci nebo provedení se projeví velmi rychle, díky neustálému a náročnému provozu, který se v těchto prostředích vyskytuje.

Základové pasy

Pasy a patky patří do kategorie tzv. plošných základů. Jedná se o monolitické betonové konstrukce, často kombinované s litím do výkopu a do ztraceného bednění. Důležitá je příprava výkopu, dobré výškové zaměření a provedení. Plošné základy jsou konstrukce, které roznáší tlak do zeminy v úrovní základové spáry (dna, nejnižšího bodu základů). Někdy se označují jako základy jednoduché. Rozdíl mezi základovými patkami a pasy je v podstatě jen v jejich druhém rozměru - délce.

Pro únosnost plošných základů je primární jejich šířka, nikoli hloubka jak se často stavebníci mylně domnívají. Rozměry základu musí posoudit statik, záleží na velikosti a materiálu stavby a na základových podmínkách (zemina, hladina spodní vody apod.). Hloubka základů je důležitá pro dosažení tzv. nezámrzné hloubky. Tedy hloubky, ve které již daná zemina v dané lokalitě nezamrzá. Tuto hloubku lze ovlivnit tepelnou izolací zeminy, čehož využívají jiné druhy zakládání. V našich klimatických podmínkách se jedná běžně o hloubky 90 - 120 cm. Musíme se se základy dostat pod tuto hranici, jen tak zajistíme, že nám skupenské změny vody v zemině a s tím spojené rozměrové změny nebudou se stavbou „cvičit“. Hloubka základů se dále odvíjí i od okolních staveb, kdy silami, kterými tlačí náš dům do země, nesmíme deformovat zeminu, na kterou již tlačí objekty sousední - například při stavbě v proluce. Tyto úvahy však svěřme statikovi, který po důkladném průzkumu na místě i z geologických map vše potřebné spočítá.

Realizace základových pasů

Rozbor konstrukce základových pasů probereme na jednoduchém příkladu rodinného domu bez podsklepení zakládaného na rovinatém terénu. Po skrývce ornice (vrchní vrstva zeminy cca 10 cm, dle návrhu) a vytyčení základů se vykopou tzv. základové rýhy neboli výkopy. Tyto výkopy musí mít skutečně obdélníkový průřez se začištěnými kouty dna výkopu. Do vhodné výšky se základy vylijí z betonu přímo do výkopu, je nutné je výškově zarovnat.

Na tento betonový monolit v zemi je nutné zpravidla vystavět betonové bloky zalité betonem (tzv. ztracené bednění), které se vyzdí již velmi přesně do požadované výšky. Prostor mezi pasy se vysype hutněnou zeminou, někdy štěrkovým podsypem. Podkladový beton pod podlahu prvního nadzemního podlaží se lije přes bloky základů. Je proto pro něj nutné po obvodu vytvořit bednění. Uložení podkladního betonu - desky se provádí na základové pasy, nikoli mezi ně. Omezí se tak nerovnoměrné sedání.

Kari síť běžně umisťujeme při spodním okraji a v alespoň v místě základových pasů v dostatečné šířce (dané statickým výpočtem, u RD cca 1 m) umisťujeme k hornímu okraji, kde vyztužíme případné záporné momenty při poklesu základu a zlepšujeme tak přenos sil do pasu. Před litím základů je nutné mít připravené veškeré instalace (kanalizační, vodovodní potrubí) včetně chrániček podle projektu. Po vytvrdnutí podkladního betonu je konstrukce připravena pro položení hydroizolace.

tags: #betonove #a #zdene #vsb #vypoet #patky

Oblíbené příspěvky:

• Jak vybrat ideální materiál na pracovní desku?
• Návod na dřevěnou stěnu s dveřmi
• Všestranné plastové L-profily
• Nejlepší polystyren pro zateplení garáže
• Vše, co potřebujete vědět o PVC-U