Structural Assessment of a Historic Building Considering the New Use of Attic Space

Abstract

Velká většina historických budov v průběhu času často mění své využití. S tím jsou spojeny nové požadavky na funkčnost i bezpečnost. To vyžaduje kromě navržení různých změn v prvé řadě statické posouzení, které prokáže bezpečné užívání v nových podmínkách. Tato diplomová práce hodnotí stavební stav stropní a střešní (krovové) konstrukce v renesanční budově v Praze. Jedná se o posouzení stávajícího stavu a nového stavu v souvislosti se změnou využití podkrovního prostoru. Bylo provedeno místní šetření, které zahrnovalo prozkoumání a zdokumentování stávajícího stavu a poškození. Proběhlo testování in-situ k určení mechanických vlastností stávajících dřevěných prvků. Ty byly použity ve vytvořeném modelu výseku konstrukce pro lineární statickou analýzu metodou konečných prvků. Výsledky statické analýzy ukazují, že stávající stropní a střešní konstrukce nesplňuje požadavky nového využití. V další části práce je navržen zásah do nosné konstrukce střechy (krovu), který zahrnuje opravu a zesílení degradovaných nosných prvků. Kromě toho je doporučena zásadní konstrukční úprava podlahy vzhledem k požadavkům na akustickou neprůzvučnost, která vedla k výraznému zvětšení zatížení. Je navržen nový ocelobetonový strop, který přenáší veškeré zatížení z podlahy v podkroví a zároveň ponechává strop původní, který nese historicky cenné podhledy. Tím je respektována historická podstata budovy.

The majority of historical buildings undergo changes in their use over time. These changes are accompanied by new requirements for functionality and safety. Consequently, in addition to designing various modifications, a structural assessment is essential to ensure the buildings safety under the new conditions. This masters thesis evaluates the structural condition of the floor and roof (truss) systems in a Renaissance building located in Prague. The assessment addresses both the current state and the proposed future condition in relation to the change in use of the attic space. An on-site investigation was carried out, including examination and documentation of the current condition and damage. In-situ testing was performed to determine the mechanical properties of the existing timber elements. This data was then used in a finite element model representing a section of the structure for linear static analysis. The results of the structural analysis show that the existing floor and roof structures do not meet the requirements for the intended new use. The following section of the thesis proposes an intervention to the roof's load-bearing structure, including the repair and reinforcement of degraded structural members. Additionally, a significant modification to the floor structure is recommended to meet acoustic insulation requirements, which substantially increases the imposed load. A new composite steel-concrete floor system is proposed to support the full load of the attic floor while preserving the original ceiling beneath, which contains historically valuable finishes. This approach ensures that the building's historical character is maintained.