Směrník z Havířova – o záchraně plastiky před demolicíinfo@smernik.cz

Stavebně technické posouzení (Ing. Petr Jurásek), prosinec 2013

Umělecké dílo -„ Směrník“ Havířov- u nádraží ČSD

STAVEBNĚ TECHNICKÉ POSOUZENÍ

Objekt: Umělecké dílo -„Směrník“ Havířov, u nádraží ČSD
Parcela 6. 3748/1, k.ú. Havířov – Město
Objednatel: Statutární město Havířov Odbor 03 -Odbor školství Svornosti 2, 736 01 Havířov – Město

Zpracovatel posudku: Ing. Petr Jurásek-PROKAN,
Pracoviště Bohumínská 63,Slezská Ostrava.
tel. 596 244 014
Datum: říjen- listopad 2013

1 -Úvod- předmět posudku

Předmětem je posouzení statiky a stability narušené plastiky Směrník stojící v Havířově před budovou nádraží ČSD a návrh opatření pro její připadnou sanaci

2 -Popis konstrukce

Socha je vytvořena z litého betonu vyztuženého ocelovými pruty. Je umístěna na betonovém podstavci půdorysných rozměrů 80×80 cm, výšky cca 90 cm. Vlastní tělo plastiky je nepravidelného tvaru, výšky cca 410 mm průřezu v dolní části cca 70 x70 cm, který se směrem nahoru plynule zužuje asi až na 45 cm a v horní polovině opět rozšiřuje do rozměru asi 80 až 90 cm. Z této hmoty vyčnívají dvě ramena nepravidelného tvaru provedené rovněž z betonu. Tělo plastiky je s podstavcem spojeno krčkem čtvercového průřezu 30 x 30 cm, výšky cca 22 cm. Monolit byl vybetonován do dřevěného bednění, jehož struktura je na povrchu plastiky patrná- tzv. pohledový beton. Pro zajištění potřebné pevnosti a bezpečnosti konstrukce byl beton monolitu vyztužen ocelovými pruty a třmínky. Z konstrukčního hlediska je nejvíce namáhaným (kritickým místem) krček spojující vlastní hmotu plastiky se soklem. Z vizuálního zhodnocení je patrné, že tížnice hmoty plastiky neprochází těžištěm průřezu krčku, z Čehož vyplývá, že kromě svislého tlakového namáhání od hmotnosti plastiky je krček namáhán i ohybovým momentem od excentricity tížnice. Kromě namáhání od vlastní hmotnosti plastiky musí krček přenést i napětí vyvolaná účinky větru tj, normálná napětí od ohybového momentu a smyková napětí od vodorovných sil vyvolaných účinky větru. Pro přenesení příslušných silových účinků je krček technicky řešen jako železobetonový sloup čtvercového průřezu vyztužený čtyřmi svislými pruty umístěnými v rozích průřezu. Pruty jsou kotveny jak do soklu, tak do vlastního monolitu plastiky.

3. – Prohlídka plastiky

Prohlídka sochy byla uskutečněna dne 25.10.2013 za účasti paní Bc Mandákové z OŠK Magistrátu města Havířova a následně dne 8.11.2013, kdy byla pořízena fotodokumentace, odebraný vzorky odlupujícího se betonu a zjištěna tloušťka zkorodované vrstvy ocelové výztuže.

4 -Popis poruch a její příčiny

4.1 .Stav konstrukce

Z vizuální prohlídky sochy je patrné, že na mnoha místech dochází k prokvétání koroze na povrch betonu, tedy korozi ocelové výztuže, odlupování betonu od výztuže a mnohde i obnažení korozí napadené ocelové výztuže. Nejvíce postiženým místem je krček, kterým je spojeno vlastní tělo plastiky s betonovým soklem, což je bohužel z hlediska statiky a stabilita konstrukce místo nejvíce namáhané. Výztuž betonového sloupku byla uložena
excentricky zřejmě s nedostatečným krytím některých prutů. Ze čtyř výztužných prutů sloupku jsou již tři obnaženy. Oslabení průřezu nejvíce zkorodovaného prutu lze podle tloušťky zkorodované vrstvy odhadnout na cca 1,5 mm.
Je zřejmé, že konstrukci nelze dále ponechat bez jejího ošetření, neboť další degradace betonu a oceli by mohla způsobit ztrátu statiky a stability konstrukce a tím ohrozit bezpečnost osob pohybujících se v tomto veřejném prostoru.

4.2- Příčiny poruch

V důsledku povětrnostních vlivů dochází zejména u nechráněných a silně exponovaných konstrukcí k zvětrávání povrchových vrstev a tzv. karbonataci betonu. Kysličník uhličitý popřípadě slabá kyselina uhličitá reagují se složkami betonu, přičemž se mění vlastnosti betonu a také jeho alkaličnost (kyselost). Čerstvý beton má pH cca 16 avšak vlivem karbonatace alkaličnost postupně klesá až pod pH 9. Vlivem vysoké alkaličnosti betonu se vytvoří mezi ocelí (železem) a betonem na povrchu výztuže tzv. pasivační vrstva, která chrání ocel proti prostupování vlhkosti a kyslíku, čímž zabraňuje vzniku koroze na povrchu oceli. Pokud však dojde k poklesu pH v betonu pod 9 dochází k porušení pasivacní vrstvy a tím účinné ochrany oceli proti pronikání vlhkosti a vzdušného kyslíku, což následně vede ke korozi výztuže. V důsledku koroze dochází k nárůstu objemu průřezu ocelových prutů, tlaku na okolní beton a důsledku toho k odlupování betonu od výztuže, (V důsledku přeměny oceli na kysličníky železa dojde u zkorodované vrstvy ke zvětšeni objemu více než 2,5 x (některá literatura uvádí až 7x).
Ke karbonataci betonu dochází na povrchu betonu, tedy ve styku betonu s vnějším prostředím a postupně proniká do dalších vrstev betonové konstrukce. Rychlost degradace betonu způsobená korbonatací je odvislá jednak od kvality betonu jeho hutnosti a nepropustnosti a dále pak od agresivity vnějšího prostředí. Pn vysoké agresivitě vnějšího prostředí a nedostatečné hutnosti betonu je postup degradace betonu rychlejší. Pro tento daný případ lze konstatovat, že agresivita prostředí v průmyslové oblasti Ostravsko-Karvinska je značná a i když k provedení plastiky byl použit poměrně kvalitní beton (na úrovni obecných znalostí dané doby) není jeho hutnost taková, aby karbonatace betonu nepronikla krycí vrstvou až k ocelové výztuži a nedošlo k výše popsaným jevům. Dále je třeba konstatovat, že krycí vrstva betonové výztuže je v mnoha případech nedostatečná, což se projevuje prokvétáním koroze na povrch betonu a následným odlupováním betonu od výztuže.

5 – Statické posouzení

Ve statickém výpočtu byl posouzen kritický nejvíce namáhaný průřez, kterým je krček spojující vlastní pylon plastiky s podstavcem. Z konstrukčního hlediska byl krček proveden jako železobetonový‘ sloupek o průřezu 30×30 cm, výšky cca 2l cm vyztužený čtyřmi ocelovými pruty umístěnými v rozích průřezu. Krček je však silně oslaben degradací betonu a výztuže, je narušena soudržnost mezi betonem a korozí napadenou výztuží a míru skutečného spolupůsobení betonu a výztuže lze jen těžko zodpovědně stanovit a tedy vytvořit vhodný model pro působení vnitrních sil v oslabeném betonovém průřezu. K zjištění bezpečnosti této konstrukce byl proveden výpočet pro tři předpokládané stavy kritického průřezu a to:
A) – průřez neporušený z betonu B 20. stav po provedení konstrukce (zřejmě také stav navrhovaný). Průřez byl zřejmě navržen dle platné metodiky v době realizace tj. podle stupně bezpečnosti. Posouzen byl podle ČSN 73 1201 (podle mezních stavů) a to na účinky zatížení jak dle dříve platné normy zatížení – ČSN 730035 tak i normy současné – EN 1991,1.1, podle níž jsou účinky větru cca o 70% větši než u normy
předhozi. Neporušený, neoslabeny průřez vyhověl jak na původní zatížení, tak i na zacžení dle současné normy.
B) oslabený železobetonový průřez s nižší kvalitou betonu ( B135) a menšími průřezy výztužných prutů oslabenými korozí-( 0 16 místo původních 020) za předpokladu spolupůsobeni oceli a betonu. Takovýto průřez by vyhověl na zatížení dle předchozí normy- bez účinků kroutícího momentu.Na požadavky současné zatěžovací normy (EN) s excentricky umístěným působištěm síly od větru průřez nevyhoví. U porušeného betonu a z části zkorodované výztuže nelze zodpovědně stanovit míru spolupúsobení oceli a betonu v daném průřezu, (soudržnost mezi ocelí a zkorodovanou výztuží a tedy ani garantovat jeho únosnost.
stav za předpokladu, že beton s ocelí již nespolupůsobí a veškeré zatížení je přenášeno jen vyztuží – čtyřmi ocelovými pruty vetknutými do betonu pylonu a betonu soklu. Za tohoto stavu konstrukce nevyhoví.
Závěr ze statického výpočtu- porušená konstrukce není bezpečná a při extrémních pcvětraostních podmínkách by mohlo dojít i ke ztrátě stability konstrukce.

Pokud by se jednalo o běžnou betonovou konstrukci, bylo by možné provést její sanaci
obvyklími osvědčenými sanačními metodami, což vyžaduje:
odstraněny odlupujícího se betonu, obnažení výztuže napadené korozí, řádné očištění vzrože a její ošetření pasivačními nátěry, očištění povrchu celé betonové konstrukce a provedení její reprofílace, nejlépe kvalitním stříkaným betonem.
Použit toto řešení pro umělecké dílo rozhodně není možné, neboť by došlo k jeho úplnému znehodnocení. Jiná méně agresivní a nedestruktivní metoda, které by zabránila další karbonataci betonu, zamezila pokračování koroze zejména prutů již korozí napadených a nožnila reprofilaci betonu bez zjevného porušení celistvého vzhledu povrchu uměleckého díla, mi bohužel není známa.

7. -Závěr.

S uvážením výše uvedených skutečností doporučuji sochu zbourat, nebo provést její repliku uměleckého díla.

v Ostravě 03.12.2013

Share Button

Napsat komentář

Zachraňme Směrník v Havířově