MonoStrand

Systém

Betonové a zděné konstrukce mají dobrou únosnost v tlaku, ale pokud nejsou vyztužené, vykazují nízkou únosnost v tahu. Vyztužením pomocí běžné betonářské výztuže, nebo například pomocí systému Spiral či GlasFix lze nedostatečnou tahovou únosnost doplnit. U všech těchto způsobů je návrh omezen množstvím výztuže, kterou je možné do průřezu vložit, tzn. jeho velikostí. V některých případech se tak může stát, že navrhovaný průřez je příliš veliký, nebo v případě rekonstrukcí příliš malý a výztuž není možné umístit. V těchto případech je vhodné přemýšlet o změně statického působení konstrukce či její části. Jednou z možností je vložení předepnutých ocelových lan. Touto technologií je možné vnést do konstrukce nové tlakové síly, které jsou schopné částečně či úplně vykompenzovat tahové namáhání průřezu. Vhodným uložením a trasováním lan je tak možné vyrušit působení tahových napětí v konstrukci a předejít tak případným poruchám v podobě trhlin.

Předpínání betonových konstrukcí je již známá a ověřená technologie. Uplatňuje se zejména v takových konstrukcích, kde běžné vyztužení není dostačující. Nejčastěji jsou předpínány betonové konstrukce a to zejména novostavby.
Je ale možné použít předpínání i jako sanační metodu pro rekonstrukci betonových i zděných objektů. Touto metodou lze docílit lepšího efektu než například použitím běžných ocelových kleštin. Správným návrhem je možné docílit obnovení původní funkce konstrukce nebo konstrukci upravit tak, aby staticky vyhovovala zamýšleným stavebním úpravám. Díky tomu, že jsou lana ohebná a lze je trasovat, je možné skrýt je do konstrukce, takže neničí estetiku objektu.

Projektování

Postup návrhu předepnuté konstrukce

Ověření návrhu předpětí podmínkami omezení napětí

Pro ověření návrhu předpětí lze využít některé podmínky pro omezení napětí dle EN 1992-1-1, zejména pak:

• podmínky linearity dotvarování
• napětí v betonu v tlaku
• „dekomprese“ betonu

Pro výpočet napětí se vychází z předpokladu lineárně-pružného chování betonu. Excentricita kabelu se předpokládá kladná, pokud se kabel nachází v kladném směru osy z. Zvolíme-li záporné znaménko pro tlakovou osovou sílu, pak kladný je moment, který táhne vlákna 1.

V obecném případě může jako vnější zatížení N, M, V působit:

• vlastní tíha
• zatížení stálé
• zatížení proměnné
• sekundární účinky předpětí

Produkty

Jednolanový systém bez soudržnosti, pod názvem MonoStrand, je složen z předpínacích lan průměru 15.7mm (0.6"S), uložených v HDPE chráničce s mazivem. Tím je zajištěna vynikající dvoustupňová protikorozní ochrana a dochází k minimální ztrátě předpínací síly vlivem tření. Vnější průměr jednolanových kabelů monostrand je 20mm. Instalace tohoto lehkého systému je mimořádně rychlá, díky jeho rozměrům ho lze použít i do velmi subtilních konstrukcí a je velice flexibilní při koordinaci s výztuží. Lana mohou být vedena skrytě v kanálcích uvnitř konstrukce (památky, obytné budovy). Tam, kde to esteticky nevadí, se vedou po povrchu konstrukce (průmysl). Ke kotvení používáme poplastované kotevní hlavice. Lana se napínají pomocí předpínacích pistolí.

Aplikační postup

Postup předpínání zděných konstrukcí

Vlastnímu předpínání konstrukce objektu je nutno vždy věnovat maximální pozornost. Součástí projektu musí být vždy výpis jednotlivých lan včetně požadovaných předpínacích sil. Tyto předpínací síly projektant obvykle označuje jako maximální s tím, že požaduje, aby při předpínání zdiva nedošlo k překročení jeho pevnosti v tlaku. To znamená, aby nedošlo k drcení zdiva v oblasti kotvení lan, popřípadě v jiném místě, nebo aby nevznikly nové trhliny v důsledku nesprávného postupu při předpínání. Současně je třeba zajistit, aby v důsledku předpínání nedošlo k deformaci kotevních desek, rohových úhelníků (pokud jsou na objektu použity), a rozpěr. S ohledem na skutečnost, že se často tímto způsobem ztužují objekty velmi poškozené, různého stáří, z materiálů proměnné kvality, je tento úkol velmi obtížný a vyžaduje vysoké nároky na odbornost a odpovědnost pracovníka, který předepínání lan řídí.
Po osazení kotevních desek, úhelníků a předpínacích lan a jejich důkladné kontrole provedeme jejich montážní předpětí na počáteční hodnotu 10kN, nebo maximálně 20kN.
Před zahájením napínání předpínacích lan připravíme tabulku - napínací protokol, ve které uvedeme označení lan (v souladu s projektem), délku lan a projektem stanovené napínací síly. Hodnoty protažení jednotlivých lan při postupném vnášení předpínací síly po 10kN a s časovou prodlevou 15 min. až do hodnot stanovených napínacích sil, které jsou vypočteny v projektu, rovněž zapíšeme do tabulky. Dále uvedeme do tabulky hodnotu modulu pružnosti, průřezové plochy lan, případně další údaje, které převezmeme z pracovního diagramu dodaného výrobcem používaných předpínacích lan. Na objektu provedeme důkladnou kontrolu montážně napnutých předpínacích lan, ověříme správné osazení kotev na kotevních deskách, zkontrolujeme čistotu kotevních čelistí a jejich správnou polohu (usazení drobné nečistoty zde může mít za následek prokluz lana). Poté přistoupíme k vlastnímu předpínání. Velikost předpínací síly určíme podle manometru, který je součástí napínacího zařízení. Napínání provádíme podle předepsaného postupu, který je stanoven v projektové dokumentaci. S ohledem na skutečnost, že vnášíme předpětí do poškozeného zdiva s proměnnou pevností, zvyšujeme předpínací sílu postupně po 10kN. Po každém zvýšení předpětí o 10kN vždy provádíme kontrolní měření vlastního protažení lana (měříme s přesností na 1mm jeho posunutí vůči pevným částem napínacího zařízení). Naměřenou hodnotu porovnáme s hodnotou vypočtenou pro příslušnou předpínací sílu, která je uvedena v tabulce napínacího protokolu. Pokud se obě hodnoty shodují, probíhá předpínání bez potíží. Je-li však skutečná hodnota vlastního protažení lana menší než vypočtená, je tato skutečnost signálem, že v důsledku předpínání dochází buď ke stahování trhlin ve zdivu, nebo k nežádoucímu drcení zdiva v důsledku vnášení předpětí, ke vzniku nových trhlin, k posunu překladů, apod. Proto v tomto okamžiku, zároveň s kontrolním měřením provádíme také kontrolu stavu napínaného zdiva, a to především v oblasti kotvení lana.
U poškozených objektů s četnými tahovými trhlinami projektant obvykle předepisuje i dvojnásobné dopnutí předpínacích lan, mezi kterými je nutné zachovat určitou časovou prodlevu, ve které dochází ke konzolidaci trhlin. V důsledku vnesení předpětí se trhliny svírají, a zpětně, v důsledku svírání trhlin dochází k poklesu předpětí v laně. V případě, že se při napínání zjistí, že pevnost předpínaného zdiva neodpovídá předpokladům projektanta a mohlo by dojít k drcení zdiva, je nutno napínání lan zastavit, upravit napínací síly, a teprve se souhlasem projektanta v předepínání pokračovat. Vzhledem k tomu, že tyto úpravy napínacích sil je nutno provést okamžitě, je vhodné, aby u objektů, kde je možno předpokládat určitá rizika, se napínání zúčastnil i odpovědný projektant.
Po dokončení předpínání se provede podrobná vizuelní kontrola sepnutého objektu. Lana, která v místě kotev z důvodu předpínání přesahují o cca 500mm, se odřežou na délku 20mm a provede se zakrytování kotev. U kotevních desek se zapuštěnou kotvou se provede osazení a přivaření kruhových krytek. Nakonec se provede základní nátěr krytek.
Po dokončení předpínání vypracuje pracovník, který předpínání řídil tzv. „Vyhodnocení napínacího protokolu“,a to formou odborného posudku.

Ke stažení

• Katalog MonoStrand
• Technické listy:
  • MonoStrand