Železobetonové prefabrikované demontovatelné konstrukce vícepodlažních budov

Abstract

Disertační práce se zabývá výzkumem, vývojem a experimentálním ověřením železobetonového prefabrikovaného demontovatelného systému. Úvodní část práce se věnuje negativnímu vlivu železobetonových konstrukcí na životní prostředí. Při výrobě železobetonových prefabrikovaných konstrukcí se spotřebovává značné množství energie a neobnovitelných surovin. Přímým důsledkem výroby těchto konstrukcí je vypouštění škodlivých plynů do ovzduší a poškozování životního prostředí. Omezení těchto vlivů je možné použitím demontovatelných prefabrikovaných konstrukcí s dlouhým životním cyklem, které umožňují opakovanou montáž v jiném čase, místě a prostorovém uspořádání. Druhá část práce zahrnuje rešerši současného stavu v oblasti demontovatelných prefabrikovaných konstrukcí, kde aktuálním trendem jsou systémy IFD. Základní odlišností železobetonových prefabrikovaných demontovatelných konstrukcí v porovnání s tradičním prefabrikovaným systémem je spojování jednotlivých prefabrikovaných dílců pomocí diskrétních, zpravidla ocelových, spojů. Hlavní část práce je zaměřena na výzkum a experimentální ověřování demontovatelných styků a rozhodujících konstrukčních částí. Třetí část práce představuje vyvíjený demontovatelný systém, jeho variabilitu, konstrukční řešení a charakterizuje jednotlivé demontovatelné styky. Ve čtvrté části jsou uvedeny vybrané poznatky z rozsáhlého experimentálního ověření demontovatelných styků (styk průvlaku a podpůrné konstrukce, styk stropního dílce a podpůrné konstrukce) a výseku skeletové konstrukce s pružně uloženou ztužující diafragmou. Na základě získaných výsledků je v této části práce definován rozsah oblasti použití demontovatelných styků z hlediska statického zatížení a stanoveny parametry pružně vložené ztužující diafragmy, které ovlivňují odezvu nosné konstrukce na dynamická zatížení. Pátá část práce se zabývá realizací experimentálního prototypu demontovatelné konstrukce, zhodnocením montáže, časové náročnosti realizace a odezvou nosné konstrukce na účinky statického a dynamického zatížení. V souladu s poznatky získanými během rozsáhlého experimentálního výzkumu je v šesté části práce uvedeno komplexní řešení demontovatelných styků se zahrnutím požárních a akustických požadavků. V závěru práce jsou shrnuty dosažené cíle a formulován navazující výzkum.

This dissertation thesis deals with research, design and experimental verification of demountable precast concrete system. The introduction focuses on the negative impact of reinforced concrete structures on the environment. Producing of prefabricated concrete structures consumes a significant amount of energy and non-renewable raw materials. Release of harmful gases into the air and damage to the environment are the direct consequence of the production of these structures. These effects may be reduced by using demountable prefabricated structures with a long-life cycle, allowing reassembly at a different time, place and spatial arrangement. The second part of the thesis presents a state-of-art review in the field of demountable prefabricated structures, where the IFD systems are a current trend. Basic difference between the reinforced concrete prefabricated demountable structures and traditional prefabricated system is the use of discrete, usually steel, joints for connecting individual prefabricated parts. The main part of the thesis is focused on research and experimental verification of demountable joints and key structural parts. The third part presents a developed demountable system and its variability, design solution and describes the individual demountable joints. Main results from the extensive experimental verification of selected demountable joints (beam and the supporting structure joint, floor panel and the supporting structure joint) and a section of the skeletal structure with elastically embedded stiffening diaphragm are presented in the fourth part. Based on the obtained results, this part of the thesis defines the scope of application of demountable joints in terms of static load and determines the parameters of elastically embedded stiffening diaphragm, which affects the response of the load-bearing structure to dynamic loads. The fifth part of the thesis deals with the implementation of the experimental prototype of a demountable structure, the evaluation its assembly, the time required for implementation and the response of the load-bearing structure to the effects of static and dynamic loading. The sixth part of the thesis, in accordance with the knowledge gained during extensive experimental research, presents a comprehensive solution of demountable joints, including fire and acoustic requirements. The conclusion summarizes the achieved goals and formulates follow-up research.