Nejviditelnější částí přenosové i distribuční soustavy jsou podpěrné body nadzemních vedení, zvané sloupy a stožáry. Vedení na nich zavěšená protínají krajinu a tvoří kostru rozvodu elektrické energie. Od větších a pevných kostí přenosové soustavy, přes klouby rozvoden až po malé kůstky distribučních paprsků vysokého a nízkého napětí. Betonové sloupy něco podpírají, takže mají nahoře „opěru“ nebo „zatížení“.
Typy a materiály betonových sloupů
Betonové sloupy v přenosových a distribučních soustavách
Pro úroveň nízkého napětí se většinou používají betonové sloupy. Jsou to konické betonové trubice se spodním průměrem od 20 do 36 cm a výškou kolem 10 metrů. V horní části se instaluje kovová konzole nesoucí izolátory s upevněným vedením. S betonovými sloupy se lze setkat i při rozvodu vysokého napětí, dokonce se používají jako místo instalace koncové trafostanice VN/NN.
V některých případech, především u rozvodů nízkého napětí, se lze setkat ještě se sloupy dřevěnými, připevněnými na betonové patce. Samostatné dřevěné sloupy se používají již jen u provizorních, dočasných vedení. Při požadavku větší výšky, například při překlenutí roklin, nebo potřebě vícenásobných vedení vysokého napětí se používají příhradové stožáry - ocelové svařované konstrukce z úhelníků, ošetřené proti povětrnostním vlivům žárovým zinkováním a nátěry. S růstem napětí a přenášeného výkonu samozřejmě roste i výška a mohutnost příhradových ocelových konstrukcí, zvyšuje se počet nesených vedení a také počet vodičů na jednu fázi.
Železobetonové sloupy a pilíře
Betonem sloupů a pilířů se rozumí konstrukce sloupů, pilířů, rámových stojek, vzpěr ze směsí o zpracovatelnosti vhodné i pro dopravu čerpadlem na beton nebo i pro jinou zpracovatelnost směsi, případně s použitím plastifikačních přísad na zvýšení tvárlivosti při sníženém množství cementu (bez výztuže). Betonové sloupy jsou většinou vyrobeny z velmi pevného betonu, který při vrtání klade odpor. Popis standardu musí vymezit druh a třídu betonu.
Montáží sloupů ze železobetonu se rozumí montáž sloupů montovaných objektů s jedním podlažím jakékoliv výšky nárožních, lodžiových, dilatačních, skeletových apod. a montovaných budov vícepodlažních do výšky 52 m dilatačních, lodžiových, rohových, skeletových apod. Dále sem patří i montáž hal a jeřábových drah do výšky 18 m do dutin patky nebo přivařovaných, budov se zvedanými stropy do dutiny základu a každého dalšího dílu sloupu, montovaných skeletů pro budovy výšky do 52 m osazených do dutin patky nebo přivařených k základu a chladících věží. Popis standardu musí vymezit druh, rozměry, tvar a hmotnost osazovaných sloupů.
Čtěte také: Chodníky z betonu: tipy a triky
Sloupy z lehkých betonů
Montáží sloupů z lehkých betonů se rozumí montáž sloupů montovaných objektů s jedním podlažím jakékoliv výšky nárožních, lodžiových dilatačních apod. z lehkých betonů a montovaných budov vícepodlažních do výšky 52 m dilatačních, lodžiových, nárožních apod. z lehkých betonů. Popis standardu musí vymezit druh, rozměry, tvar a hmotnost osazovaných sloupů.
Sloupy z betonových a ocelových trub
Sloupy železobetonovými z trub ŽB a z trub ocelových se rozumí sloupy ŽB včetně betonové výplně a výztuže a sloupy z trub ocelových bez výztuže. Obsahem standardu je dodávka ocelových trub, výškové a osové rozměření včetně vyznačení obrysů, rozprostření maltového lože, osazení dílce do přesné polohy, osazení výztuže, nahození betonu do trouby, odříznutí malty a očištění kolem prvku, odstranění dřevěných klínů, překontrolování svislé polohy, odepnutí háků. Popis standardu musí vymezit druh, materiál a rozměry (průměr) sloupu.
Funkce a zatížení betonových sloupů
Obecná funkce a namáhání
Betonové sloupy jsou samonosné, tedy nesou pouze samy sebe a nahoře lucernu, ceduli apod. Sloup je namáhán normálovou tlakovou silou, ohybovým momentem a posouvající silou v obou směrech. Typ prvku určuje, jakou má prvek v konstrukci funkci: nosník, sloup, deska, stěna. Tato volba ovlivňuje způsob posouzení a kontrolu konstrukčního uspořádání výztuže.
Konfigurace fázových vodičů
Fázové vodiče mohou být na stožárech rozmístěny v jedné, dvou nebo třech úrovních. Jedna úroveň je charakteristická především pro portálové stožáry. Vedení v této konfiguraci dosahuje nejnižší výšku, ale je širší. Při dvou úrovních jsou vodiče na stožáru uspořádány do trojúhelníku (dole dva vodiče a nahoře jeden). Je to kompaktnější způsob vedení, výhodný i z elektrotechnických důvodů. Symetrické trojúrovňové vedení se používá hlavně u dvojitých vedení. Na každé straně stožáru jsou tři fázové vodiče nad sebou, nejčastěji ve tvaru soudku nebo stromku.
Konzoly a izolátory
Role konzol
Síly působící na distribuční vedení jsou přes izolátory a konzoly přenášeny na konstrukci sloupu nebo stožáru. Důležitou roli hrají právě konzoly - převážně horizontální ramena na sloupu nebo dříku stožáru. U vysokonapěťových vedení může být trojice vodičů uspořádána vodorovně (fázové vodiče jsou vedle sebe) nebo v trojúhelníkové formě, kdy jeden ze tří vodičů je v ose vedení vyvýšen. Dvojitá a vícenásobná vedení vysokého napětí často využívají polohu fázových vodičů nad sebou ve třech výškových rovinách. Ke standardním konfiguracím patří typ soudek.
Čtěte také: Vlastnosti betonových podlah
Konzoly jsou většinou ocelové svařované konstrukce, chráněné žárovým zinkováním a nátěry před nepříznivými povětrnostními vlivy. Ke sloupům se přichytávají pomocí třmenových objímek šrouby. Dnes nejpoužívanějším typem vysokonapěťové konzole je typ „pařát“, skládající se ze tří ramen nesoucích na podpěrných izolátorech lanové vodiče. Středový nosník je umístěn vertikálně na vrcholu betonového sloupu a zbylé dva vedou šikmo vzhůru po obou jeho stranách. Z dálky konstrukce připomíná ptačí pařát. Dříve se na vrcholky sloupů instalovaly především rovinné konzoly s šikmými vzpěrami. Vodiče na nich byly neseny v jedné rovině. Příkladem trojúhelníkového uspořádání vodičů jsou konzoly Delta, které mají dva vodiče nesené dolní rovinnou konzolí a třetí je ve výšce asi 1,2 m na malé horní konzole (můstku) nad nimi.
Typy izolátorů
Vodiče nadzemního vedení jsou kotveny k podpěrným bodům pomocí elektrických izolátorů zamezujících vodivému spojení mezi vodičem a konstrukcí stožáru. Podle upevnění vodičů a způsobu namáhání lze izolátory rozdělit na podpěrné, závěsné a kotevní.
Pro nízké napětí případně vysokonapěťové rozvody se používají roubíkové izolátory, vedení velmi vysokého napětí je na izolátorech zavěšeno. Roubíkový podpěrný izolátor je ke konzole upevněn pomocí ocelového roubíku a většinou drží vodič nad konzolí. Závěsné izolátory pro vyšší napěťové úrovně nesou jen tíhu zavěšených vodičů. Podle napětí vedení se závěsné izolátory sestavují do jednoduchých nebo dvojitých izolátorových řetězců, aby byla dodržena pevnost závěsu, jeho izolační vlastnosti a dostatečná vzdálenost vodiče od kovové konstrukce stožáru.
Výroba a montáž betonových sloupů
Ukládání a ošetřování betonu
Obsahem standardu je i ukládání betonové směsi dopravené na místo konstrukce (např. do výkopu) nebo přímo do bednění nebo po částech (z nádob) bezprostředně u bedněné konstrukce, je-li to nezbytné, hutnění, ošetřování betonu po dobu tuhnutí (podle ČSN), kropení vybetonované konstrukce, její ochrana před počátečním vysycháním a před účinky povětrnosti, ochrana (zábrana vstupu) před mechanickým poškozením. Dále vyspravení hnízd na povrchu a závad po uštípaných a ohnutých koncích stahovacích drátů, stahovacích pásků a pod. (pod omítku), odsekání betonu vytlačeného ze spár bednění, pokud přesahuje líc tloušťky postřiku pod předpokládanou omítku a vyrovnání a zahlazení povrchu pod vodorovnou izolaci.
Bednění sloupů
Bedněním hranatých sloupů se rozumí bednění hranatých sloupů (pilířů), rámových stojek, táhel nebo vzpěr svislých nebo šikmých (odkloněných) o výšce do 4 m, průřezu pravoúhlého čtyřúhelníka, nebo pěti- a víceúhelníka včetně vzepření. Bedněním oblých sloupů se rozumí bednění oblých sloupů (pilířů), rámových stojek, táhel nebo vzpěr svislých nebo šikmých (odkloněných) o výšce do 4 m, průřezu kruhového nebo zakřiveného včetně vzepření.
Čtěte také: Betonové květináče pro dům i zahradu
Dále se používá bednění ISD NOE s padesátinásobnou obratovostí, pokud velkoplošné bednění nepřichází v úvahu, nebo bednění z prken. Obsahem standardu je vytyčení osy konstrukce, materiál v množství potřebném k dosažení tvaru konstrukcí rovinných nebo zalomených, montáž, nátěr proti přilnavosti, stažení bednění, odbednění, případné přemístění, demontáž, očištění, roztříštění s uložením, bednění a odbednění zakreslených prostupů, otvorů, ostění, rýh, výstupků, kapes apod., popř. i nutné vyřezávání otvorů v bednění, do průřezové plochy 0,05 m2. Popis standardu musí vymezit umístění, požadovanou tuhost, přesnost povrchu, druh a rozměry bednění.
Bedněním sloupů oblých jednorázové se rozumí bednění z papírových spirálově vinutých trubic, opatřených na povrchu ochranou vrstvou pro zvýšení hladkosti a odolnosti proti vodě. Popis standardu musí vymezit druh a průměr bednění.
Výztuž betonových sloupů
Výztuží sloupů se rozumí výztuž sloupů, pilířů, rámových stojek, vzpěr, věšáků nebo táhel hranatých nebo oblých, svislých nebo šikmých. Tyto výztuže jsou z tyčové betonářské oceli (pruty) rovné i spirálové, nosné, nenosné (tahové, tlakové, příčné, smykové, rozdělovací apod.), ze svařovaných sítí včetně nutných přesahů nebo prokládaných vrstev, a ostatní tyčová (pruty) pomocná výztuž určená pro zajištění polohy statické výztuže (kostry), jako jednoduché stoličky (stojánky), popř. věšáky z tyčí. Tato výztuž je nedílnou součástí železobetonových konstrukcí zaručující její požadované vlastnosti. Popis standardu musí vymezit druh, materiál a tvar výztuže.
Zde nejsou železa uložena pouze v volném „koši“, ale jako relativně hustý věnec vedle sebe. Obsahem standardu je dodání tyčové výztuže nastříhané a ohýbané podle projektu a její uložení, dodání svařovaných sítí ve svítcích s jejich vyrovnáním do roviny, popř. dodání plošně rovných sítí, jejich stříhání a uložení. Dále ostatní drobný materiál v projektu neuváděný, jako jsou nekovové podložky pod výztuž i případné distanční vložky mezi výztuž a stěny bednění, ocelové pásky, popř. drát, skoby, hřeby a pod., které se v hmotnosti nevykazují. Zahrnuto je i vázání výztuže drátem nebo přivařování (bodové svary) nahrazující vázání, popř. též vázání (bodové přivařování) tyčové výztuže do koster (armokošů) vkládaných v celku do bednění.
Montáž prefabrikovaných sloupů
Osazením prefabrikovaných opěr, pilířů, sloupů, stojek a úložných prahů z betonu železového se rozumí osazení prefabrikátů mostních do výšky 15 m, přičemž výška konstrukce se určuje jako svislá vzdálenost od přilehlého terénu k horní hraně osazené konstrukce. Obdobně se definuje osazení prefabrikátů z betonu předpjatého.
Obsahem standardu je rozměření a vytyčení obrysu, uchycení a odepnutí dílce, rozprostření maltového lože, osazení dílce do předepsané polohy včetně montážního spojení dílce, signalizace jeřábníkovi a začištění po uložení dílce. Popis standardu musí vymezit rozměry a hmotnost dílce.
Vyplnění dutin betonem
Vyplněním vnitřních dutin ocelových sloupů betonem se rozumí zaplnění dutiny ocelových sloupů betonem zn. II nebo III pro budovy se zvedanými stropy. Obsahem standardu je i nahození betonové směsi do konstrukce, hutnění, úprava povrchu a TM. Popis standardu musí vymezit třídu betonu.
Vlastnosti a požární odolnost
Designové aspekty
Cílem je navrhnout a posoudit výztuž železobetonového sloupu. Použit má být beton třídy C35/45 a ocel třídy B550B. Sloup je umístěn uvnitř kancelářské budovy a je uvažován vetknutý v patě sloupu. S ohledem na umístění sloupu uvnitř objektu se zvolí kategorie "Prostředí" jako "XC1", neboť sloup není nijak ohrožen vnějším prostředím.
Horní část okna obsahuje volbu způsobu stanovení krytí výztuže, kde se ponechá výchozí varianta "Minimální krytí a třmínky". Tento způsob zajišťuje, že je podélná výztuž vzdálená od okraje průřezu o hodnotu, která se rovná součtu minimálního krytí a průměru obvodových třmínků. Minimální krytí podélné výztuže se může změnit po zadání příčné výztuže. Zároveň si v informacích o vyztužení lze ověřit, že jsou splněny konstrukční zásady dané normou. Dále je nutné zadat imperfekce a parametry vzpěru.
Při vrtání proto často nelze zabránit zásahu výztuže. Těsnění však musí být bezchybné, aby k výztužným železným tyčím nepronikala vlhkost.
Příklady technických parametrů betonových sloupů:
| Parametr | Hodnota (příklad) | Popis |
|---|---|---|
| Rozměry průřezu | 400x300 mm | Pro obdélníkový průřez |
| Výška sloupu | 3000 mm (3 m) | Příklad pro vnitřní sloup |
| Třída betonu | C35/45 | Příklad pro železobetonový sloup |
| Třída oceli | B550B | Pro podélnou i smykovou výztuž |
| Spodní průměr | 20-36 cm | Pro konické betonové trubice |
| Výška (konické trubice) | kolem 10 metrů | Typická výška pro konické sloupy |
Požární odolnost
Metody pro výpočet požární odolnosti lze nastavit. Program nabízí na výběr Zónovou metodu a Metodu izotermy 500°C. Pro prvek typu sloup je doporučeno použít typ výpočtu "Zónová metoda". Výběr, jakým způsobem je prvek vystaven účinkům požáru (exponovaný ze všech stran, částečně zakrytý apod.), probíhá v okně "Požární detail". Na místě interakčního diagramu může být zobrazeno též rozložení teploty po průřezu.
tags: #betonove #popurne #sloupy #informace