Statika in gradbene konstrukcije

Konstrukcijski sklop je sestav posameznih elementov stavbe, ki v prvi vrsti omogočajo nosilnost in stabilnost objekta. Konstrukcijski sklopi se delijo na masivne, skeletne, celične in prostorske konstrukcije. Obstajajo še razni mešani konstrukcijski sistemi, kot sta recimo masivno-skeletni in skeletno-celični konstrukcijski sistem.

Z vidika sestave elementov gre pri masivnem konstrukcijskem sistemu za polne stene oz. plošče. Masivni konstrukcijski sistem glede na način gradnje in izvedbe delimo na zidani in monolitni. Pri zidanem konstrukcijskem sistemu so značilni gradbeni material zidaki z vmesnimi fugami, pri monolitnem konstrukcijskem sistemu pa gre za oblikovanje zidov s kalupom oz. opažem. Najznačilnejši materiali masivnih konstrukcijskih sistemov so opečni, betonski in stekleni zidaki, zidaki na bazi cementa, kamen, beton, armirani beton, ilovica in razni umetni materiali.

Značilni konstrukcijski elementi skeletnega sistema so stebri, lege/gredi/nosilci in diagonale. Vsaka skeletna konstrukcija je sestavljena iz primarne konstrukcije oz. primarnih nosilcev in iz sekundarne konstrukcije oz. sekundarnih nosilcev. Poleg klasičnega sistema stebrov, nosilcev in diagonal, poznamo še sistem lokov in okvirjev, kjer loki in okvirji prevzamejo funkcijo gred ter so primerni za večje razpone, tudi do 10 m. Med materiale skeletnih oz. lahkih konstrukcij sodita les in jeklo.

Značilnost celičnih konstrukcijskih sistemov so posamezni moduli, največkrat narejeni v proizvodnji, kateri se potem transportirajo na gradbišče. Pri celičnem konstrukcijskem sistemu gre za nalaganje posameznih prostorskih modulov eden na drugega oz. eden poleg drugega. Z razporeditvijo posameznih modulov je končni rezultat zaključena prostorska enota oz. stavba.

Za prostorske oz. 3D konstrukcijske sisteme je značilna velika nosilnost glede na njihovo lastno težo. 3D konstrukcijski sistem deluje kot zaključena konstruktivna enota, katere najbolj pogosto uporabljeni materiali so les, jeklo in armiran beton. Med prostorske konstrukcijske sisteme delimo naslednje oblike: prostorska paličja, ploskovne ravne konstrukcije (nagubane plošče, poliedrične plošče), ploskovne ukrivljene konstrukcije (lupine, kupole), vrvi in membrane.

Vsak element stavbe ima točno določeno funkcijo oz. nalogo, s katero zagotavlja stabilnost in nosilnost stavbe. Elementi stavbe se običajno obravnavajo s štirih različnih vidikov: z vidika njihove funkcije, ustreznosti materialov, načina izvedbe in njihovega medsebojnega odnosa v konstrukciji. V članku so elementi obravnavani z vidika njihove funkcije, ki je najbolj povezana s statiko konstrukcije objekta.

Z vidika primarne funkcije se elementi stavbe delijo na elemente nosilne konstrukcije, elemente pregrajevanja in elemente zaščite in finalne obdelave.

Primarna funkcija elementov nosilnih konstrukcij oz. konstruktivnih elementov je prevzemanje obremenitev in prenos obremenitev na temeljna tla. Mednje prištevamo temelje, stene, stebre, plošče, stropove, grede/lege/nosilce/stropnike, streho, ostrešja (špirovci, lege, sohe, druge elemente ostrešja) in nenazadnje tudi stopnice.

Streha prenaša obtežbo dežja, snega in vetra (spremenljiva obtežba) in lastno težo (teža konstrukcijskih elementov strehe). Vertikalne podpore, med katere prištevamo stene in stebre, prenašajo obtežbo celotne strehe in medetažnih konstrukcij, medetažne plošče prenašajo obtežbo vertikalnih podpor (lastna teža konstrukcije) in obtežbo ljudi ter pohištva (koristna obtežba), temelji pa so zadolženi za prenos celotne obtežbe objekta v tla.

Že ime samo pove, da so to elementi stavbe, ki so zadolženi za pregrajevanje notranjih prostorov ter notranjih in zunanjih prostorov. Med notranje elemente pregrajevanja prištevamo pregradne stene, vrata in pregradno pohištvo, med zunanje elemente pregrajevanja pa sodijo nenosilne stene, okna in druge zasteklitve objekta.

Elementi zaščite in finalne obdelave prekrivajo stene (stenske obloge, ometi, tapete, barva, toplotna in zvočna zaščita, zaščita pred vlago, požarna zaščita, zrakotesni trakovi, membrane), stropove (talne obloge, sloji stropa, toplotna in zvočna zaščita, požarna zaščita, razne stropne obloge), streho (kritina, zaščita pred vlago, toplotna zaščita, zrakotesni trakovi, membrane) in tla na terenu (finalna obdelava, sloji talne plošče, zaščita pred vlago, toplotna zaščita).

Med sile, ki delujejo na objekt, prištevamo vertikalne sile, horizontalne sile, dinamične sile (potres, vibracije zaradi prometa in strojev), pritisk podtalne vode in tal, sile zaradi deformacije materialov in tal ter sile udarnih valov (eksplozija).

Med vertikalne sile, ki delujejo na objekta, prištevamo lastno težo konstrukcije, koristno obtežbo, ki jo predstavlja pohištvo in ljudje ter obtežbo snega in dežja. Za lastno težo konstrukcije, ki sodi med stalno obtežbo, se pri izračunu upoštevamo korekcijski faktor 1,35, za obtežbo snega, ki sodi v kategorijo spremenljivih obtežb, se pa upošteva korekcijski faktor 1,50.

Horizontalna sila, ki deluje na objekt, je veter. Veter sodi med spremenljivo obtežbo, kjer se pri njegovem izračunu obtežbe na objekt upošteva korekcijski faktor 1,50.

Sile zaradi deformacije materialov

Sile, ki delujejo na objekta za radi deformacije materialov, so posledica temperaturnega raztezanja poleti in temperaturnega krčenja pozimi.

Do neenakomernega posedanja objekta pride zaradi sil na mestu temeljev. Temelji se skupaj z objektom posedajo zaradi pritiskov zemljine, prisotnosti talne vode in pritiskov ter drugih geoloških procesov v tleh.

Cena načrta gradbenih konstrukcij PGD in PZI za enodružinsko hišo, kjer so zajeti statični izračun in dimenzioniranje, izdelava opažev in armaturnih načrtov ter tehnično poročilo s popisom količin, se giblje med 1000 in 2500€.