Opěrné zdi

->Opěrné zdi zachycují účinky zeminy nebo sypké látky, která je pod úhlem větším než je úhel přirozené sklonitosti použité zeminy (= úhel vnitřního tření).
 Používají se:
 gravitační zdi z nevyztuženého (prostého) betonu
 vylehčené železobetonové zdi (úhelníkové, žebrové),
 opěrné zdi s odlehčovací deskou (Chaudyho zdi)
 speciální opěrné zdi (např. pomocí štětových stěn)
 prefabrikované vylehčené opěrné zdi
 Na opěrné zdi působí tato zatížení :
 stálá zatížení – (vlastní tíha a ostatní stálá zatížení),
 zemní tlak – (na opěrné zdi působí tzv. aktivní zemní tlak nebo tlak v klidu),
zvětšení zemního tlaku – od proměnného zatížení působícího na povrchu terénu.
 Návrh:
 Opěrné zdi se navrhují podle zásad navrhování základových konstrukcí a kromě toho musí být splněny i požadavky vyplývající z působení tlaku zeminy – musíme prokázat spolehlivost opěrné zdi proti převrácení, event. proti usmyknutí nebo natočení v základové spáře.
 Důležitou úpravou je odvodnění zeminy za zdí.
 Rubová plocha se natírá izolačním nátěrem.
 Voda z prostoru za zdí se odvádí drenážními trubkami Ø 100-150 mm skrz zeď ve sklonu 10%, ve vzdálenosti 5-10 m.
 Zeď lze odvodnit též podélným trativodem, který ústí do příkopu.
 Štěrkopísková vrstva nebo kamenná rovnanina za rubem zdi se shora proti povrchové vodě utěsní. Stejně tak se utěsní i dno trativodu.
1) Opěrné zdi z prostého betonu
– stabilitu zajišťuje vlastní tíha opěrné zdi, která proto musí být masivní. Některé obvyklé tvary jsou na obr.
 Průřezové rozměry navrhujeme obvykle na základě zkušeností nebo podle empirických vzorců.
 Posouzení navržené zdi provádíme pro pruh zdi šířky b = 1m a obsahuje :
– určení velikosti zemního tlaku (Poncelet.metodou nebo početně),
– posouzení patní spáry (mimostředný tlak a smyk),
– posouzení základové spáry ( mimostředný tlak, posunutí ve spáře)
– posouzení základového odstupku ( ohyb a smyk),
– posouzení bezpečnosti opěrné zdi proti překlopení
 Opěrné zdi z prostého betonu větších délek)
rozdělujeme na dílčí části dlouhé 10-15m
dilatačními spárami.
Nesoudržné zeminy se udrží v násypu pod určitým sklonem (úhel vnitřního tření ). Pokud chceme větší sklon,
musíme použít opěrné zdi. Gravitační zdi působí proti tlaku zeminy Z pouze vlastní tíhou G. Pro větší únosnost lze
naklonit směrem do zeminy. Při převržení zdi se zemina sesune po šikmé smykové ploše.
Výpočet zemního tlaku
Zeď se svislým a hladkým povrchem a nezatíženým terénem za stěnou (napětí kolmé)




     
2
45 2 
  h tg
… objemová tíha zeminy
h… hloubka
… úhel vnitřního tření
Výslednice zemního tlaku
S   h 
2
1
Výpočtovým tzv. charakteristickým tlakem působí zemina v okamžiku aktivace. Za předpokladu hladké zdi působí tlak
kolmo. Při drsném povrchu je výslednice S odkloněna od vodorovné roviny o úhel .  2/3  (prefa + písečný zásyp)
až  =  (monolit do zeminy). Výslednice zemního tlaku rozdělíme na svislé a vodorovné složky (svislé nepříznivě
přitěžují základ, vodorovné narušují stabilitu). Při výpočtu je nutné zvážit přitížení zeminy za zdí. Při rovnoměrném
zatížení f terénu za stěnou zvětšíme zemní tlak o 



    
2
45 ´ 2 
 f tg
Posouzení
Ztráta celkové stability
Překlopení zdi kolem bodu P
Porušení zdi mimostředným tlakem, dosouzení v patní spáře
Porušení základu zdi mimostředným tlakem, posouzení v základové spáře, ohyb odstupku, zaboření do zeminy,
sedání
Výpočet porovnáme s extrémními hodnotami. Tíhu zeminy násobíme součinitelem f = 0,9
Posouzení v úrovni patní spáry
Určení složek výslednic R´
y y
z z
R S
R G G S
1
´
1 2 1
´

  
Určení polohy výslednice R´ k bodu O
´
´
z
i i
R
F a
a  
   i i F a … součet všech momentů nad úrovní patní spáry
Posouzení na mimostředný tlak
R´ musí být uvnitř jádra průřezu. Výpočet výstřednosti e´
2 6
´ ´ OC
a
OC
e   
Posouzení na posunutí
Vodorovná složka nesmí překonat tření betonu
y z p R  R   ´ ´
… součinitel tření ( = 0,6)
p… součinitel stability polohy
Posouzení v úrovni základové spáry
Výpočet složek výslednic R
´
2
3 2
´
y y y
z z z
R S R
R R G S
 
  
Určení polohy výslednice R k bodu P
z
i i
R
F a
a  
   i i F a … součet všech momentů nad úrovní základová spáry
Ověření, zda je celá základová spára tlačená
R musí být uvnitř jádra průřezu. Výpočet výstřednosti e.
2 6
PD
a
PD
e   
Posouzení na překlopení kolem bodu P
Zmenšíme síly bránící překlopení součinitelem stability polohy p = 0,8 (0,9 při nepoddajném podloží).
Splněno, pokud R zůstane uvnitř průřezu základové spáry
2
PD
e 
Posouzení základové spáry na posunutí
y z p R  R  
p… součinitel stability polohy
… = 0,3- mokrá jílovitá zemina
= 0,4- mokrá písčitá zemina
Opěrné zdi ze železobetonu
 jsou vhodné při větších výškách, kdy jsou zdi z prostého betonu již příliš masivní, a proto nehospodárné.
 U železobetonových zdí se uplatní jejich schopnost přenášet ohyb a k zajištění stability se využívá nejen
vlastní tíhy zdi, ale i tíhy části násypu podchyceného základovou deskou zdi.
 Rozměry železobetonových zdí jsou podstatně menší než u zdí s prostého betonu.
 Podle způsobu provedení rozeznáváme železobetonové úhlové a žebrové zdi.
Železobetonové úhlové zdi
o jsou vytvořeny z průběžné železobetonové svislé hradící stěny a průběžné železobetonové základové desky
– obě části jsou v tuhém spojení.
o Nižší zdi s výškou stěny do 2 m mají tvar úhelníků se stálou tloušťkou obou desek,
u vyšších zdí bývá část základové desky předsunuta a průřezy obou desek jsou proměnné.
o Hradící deska je namáhána spojitým trojúhelníkovým (nebo lichoběžníkovým) zatížením násypu a působí jako desková konzola vetknutá do základové desky.
o Je namáhána na ohyb a při rubové straně stěny vyžaduje svislou hlavní výztuž.
o Základová deska je shora zatížena rovnoměrným zatížením od tíhy podchyceného násypu a zespoda spojitým zatížením od reakce základové půdy.
o Základová deska působí jako desková konzola vetknutá do hradící stěny, je namáhána na ohyb, při horním povrchu desky vyžaduje vodorovnou hlavní výztuž.
o Hlavní výztuž je u obou desek doplněna kolmo uspořádanou rozdělovací výztuží.
o U vyšších zdí používáme předsazení základové desky.
o Hlavní výztuž je ještě doplněna rovnoběžně uspořádanou konstruktivní výztuží při druhém povrchu desky s příslušnou rozdělovací výztuží.
o V předsazené části je důležitá výztuž u spodního povrchu.
Železobetonové žebrové zdi
o jsou vhodné při výškách větších než 4-5 m.
o V podstatě jsou to úhlové zdi, které jsou vyztuženy žebry uspořádanými na vzdálenost asi 3 m.
o V místě, kde se hradící i základová deska připojuje k žebrům, a v místě vzájemného spojení se desky opatřují náběhy.
o Způsob zatížení je podobný jako u úhlové zdi, statické působení je však odlišné.
o Hlavním nosným prvkem je zde žebro, které působí jako konzola vetknutá do základové desky.
o Žebro je zatíženo spojitým trojúhelníkovým zatížením od násypu z přilehlých částí hradící stěny, která je do žebra zakotvena.
o Žebro je namáháno jako konzola na ohyb, největší ohybový moment je v místě vetknutí do základové desky.
o Příznivé je, že je zde výška žebra největší, neboť žebro má proměnný trojúhelníkový průřez. Železobetonovým prvkem je vlastně stěnový nosník proměnné výšky.
o Hlavní výztuž žebra, která sleduje šikmý povrch, musí být řádně zakotvena do základové desky. Směrem nahoru se ohybový moment rychle zmenšuje, a proto se hlavní výztuž ubírá a kotví se mezilehle.
o Hlavní výztuž žebra je doplněna vodorovnými a svislými třmeny, jimiž je hradící stěna i základová deska přikotvena k žebru; tlak násypu se je totiž snaží odtrhnout od žebra.
o Hradící stěna má proměnný průřez s tloušťkou zvětšující se směrem dolů v souladu s narůstajícím tlakem násypu.
o Působí jako spojitý nosník, jehož podpory tvoří žebra.
o Spojité zatížení násypem působí na rubové straně hradící stěny a namáhá ji na ohyb.
o Stěna se vyztužuje jako spojitá vodorovná deska hlavní výztuží, která se v souladu s ohybovým momentem klade v místě žeber k rubovému povrchu, v polích mezi žebry k vnějšímu povrchu.
o Hlavní výztuž je u obou povrchů doplněna svislou rozdělovací výztuží.
o V místě spojení hradící stěny se základovou deskou dochází k jejímu vetknutí do základové desky a k ohybu ve svislém směru.
o Vyžaduje to svislou hlavní výztuž při rubové straně řádně zakotvenou do základové desky.
o Základová deska je vytvořena jako vodorovná spojitá deska podporovaná žebry.
o Základová deska namáhána svislým spojitým zatížením tíhou podchyceného násypu a vyžaduje vodorovnou hlavní výztuž kolmou na žebra, a to v místě žeber při horním povrchu, v polích mezi žebry při spodním povrchu.
o V místě vetknutí do hradící stěny je nutná ještě vodorovná výztuž rovnoběžná se žebry při horním povrchu.
o Hlavní výztuž je doplněna výztuží rozdělovací.
Zkoušky betonu – Destruktivní ZKOUŠKY :
 PRŮKAZNÉ – PŘED VÝROBOU BETONU
 KONTROLNÍ – BĚHEM VÝROBY, PO VÝROBĚ
 DESTRUKTIVNÍ
 NEDESTRUKTIVNÍ
Destruktivní zkoušky betonu
Destruktivní zkoušky mají za následek zničení vzorku. Zkoušky jsou prováděny na zkušebních tělesech (krychle, kvádr, válec). Ty se vyrábí ze vzorků odebíraných přímo na stavbě nebo z předpokládaných zdrojů. Tělesa vyrábíme stejně jako na stavbě (i stejné zhutňovací prostředky). Tělesa ke zkoušce musí být přesně vyrobena.
Doba zrání:
 Normová – 28dní
 Zkrácená – 1,3,7,14,21 dní
 Prodloužená – 60,90,180,360 dní
PEVNOST V TLAKU
 KRYCHELNÁ
 CILINDRICKÁ
PEVNOST V PROSTÉM TAHU
– na nevyztužených hranolech 100x100x200 minimálně
– upne se za ucha a natahuje se dokud nepraskne
PEVNOST ZA OHYBU
– na trámečcích 150x150x600
Nedestruktivní zkoušky betonu
Vzorek se neporuší. Nevýhodou je stanovení pevnosti v tlaku nepřímo, až na základě vlastností se odvozuje pevnost.
ZKOUŠKY MECHANICKÉ
-JSOU ZALOŽENY NA VZTAHU MEZI POVRCHOVOU TVRDOSTÍ A PEVNOSTÍ
Špičáková zkouška
Provádí se klínovitě zakončenou ocelovou tyčí. Údery kladivem o hmotnosti 2 Kg rozmachem z výšky 700 mm jej vháníme do betonu. Podle hloubky vpichu určíme pevnost betonu.
– už se nepoužívá
Waitzmannovo kladívko
Je to Poldi kladívko upravené pro beton. Skládá se z úderníku, pouzdra, polokoule, kuličky a srovnávací destičky z legované oceli známé pevnosti. Kladivo uhodí na úderník, ten přenese tlak na srovnávací tyčku, odtud se přenese na malou kuličku na polokouli a pak na zkoušený beton. Podle vniku kuličky do srovnávací destičky a do betonu zjistíme pevnost betonu.
Schmidtovo kladívko
Funguje na principu odrazu. Při stlačení kladívka vrhá ztlačená pružina ocelový úderníka na zkoušený beton. Úderník odrazem napne pracovní pružinu s mechanickým ukazatelem odrazu. Podle velikosti odrazu určím pevnost.
ZKOUŠKY DINAMICKÉ
-založena na principu šíření vlnění v tuhém tělese
o rezonanční (rozkmitání tělesa,změříme frekvenci)
o impulzové (ultrazvuková metoda,rychlost šíření vlnění)
ZKOUŠKY RADIOMETRICKÉ
-využívají rentgenové záření
ZKOUŠKY TENZONOMETRICKÉ
– při zatěžovacích zkouškách
– odvozujeme velikost napětí