Mechanická odolnost a stabilita

Mechanická odolnost a stabilita je jeden ze základních a nejdůležitějších požadavků na stavby. Stavba proto musí být provedena a navržena tak, aby byla zajištěna její odolnost a stabilita během předpokládané životnosti stavby při odpovídající údržbě. Velmi důležité je také brát v úvahu trvanlivost konstrukce.

Mechanickou odolnost a stabilitu stavby zajišťují nosné konstrukce. Jedná se o uspořádanou soustavu navzájem propojených konstrukčních prvků, které přenášejí veškerá zatížení do základové půdy. Podrobnější informace k nosným konstrukcím viz kapitola "Konstrukce – základní pojmy" a "Konstrukční systémy dle nosné konstrukce".

Odolnost = schopnost konstrukce odolávat vnějším účinkům zatížení bez mechanické poruchy
Stabilita = schopnost konstrukce odolávat vnějším účinkům zatížení bez vzniku nepřípustných deformací (změny tvaru) objektu nebo poklesu objektu

Aby stavba správně fungovala po celou dobu plánované životnosti, je důležité zajistit trvanlivost nosných konstrukcí.

Kromě nosných konstrukcí navrhujeme ještě konstrukce kompletační, které mají rozhodující funkci jinou než nosnou. Jedná se o konstrukce s funkcí dělicí, tepelněizolační, akustickou, ochrannou nebo estetickou. 

Základní požadavky na konstrukci

Každá stavba je během výstavby a užívání vystavena účinkům zatížení a nepříznivým vlivům prostředí. Proto je důležité stavbu navrhnout a provést v souladu s normovými hodnotami, aby při řádně prováděné běžné údržbě nedošlo během předpokládané životnosti stavby k:

• Náhlému a postupnému zřícení stavby nebo její části
• Nepřípustnému přetvoření nebo kmitání konstrukce
• Poškození nebo ohrožení provozuschopnosti připojených technických zařízení vlivem deformace nosné konstrukce
• Ohrožení provozuschopnosti sítí technického vybavení a dosahu stavby
• Porušení staveb v míře nepřiměřené původní příčině
• Poškození staveb vlivem nepříznivých účinků podzemních vod
• Ohrožení průtočnosti vodních toků, propustků nebo mostů

Každá stavba má také odolávat předvídatelným mimořádným zatížením, která se mohou vyskytnout při provádění a užívání stavby. V případě, že je stavba umístěna v dosahu účinků hlubinného dobývání nebo v dosahu seizmických účinků, musí být navržena i na předpokládané deformace základové půdy a na způsobené projevy důlní nebo seizmické činnosti na povrch. V záplavovém území, musí být navržena na mimořádné zatížení při povodních a jejich opadnutí. Součástí návrhu je technické řešení stavby umožňující gravitační odtok nebo návrh jednoduchého odčerpávání vody z budovy.

Podrobnější informace o zatížení působící na konstrukci najdete v kapitole ZATÍŽENÍ.

Z hlediska mezních stavů rozlišujeme MEZNÍ STAV ÚNOSNOTI a MEZNÍ STAV POUŽITELNOSTI. Neméně důležitá je i TRVANLIVOST konstrukce.

Mezní stavy

Mezní stavy jsou návrhové situace, které určují přípustné namáhání na danou konstrukci. Při překročení mezních stavů již konstrukce nesplňuje příslušná návrhová kritéria a přestává vyhovovat normovým požadavkům. 

Mezní stav použitelnosti

Mezní stavy použitelnosti se týkají funkce konstrukce nebo nosných prvků za běžného užívání, pohody osob a vzhledu stavby a odpovídají podmínkám, při jejichž překročení již nejsou splněny stanovené provozní požadavky na konstrukci nebo na nosný prvek.

Ověření MSP vychází z následujících kritérií:

• Deformace – Ovlivňuje vzhled konstrukce, pohodu uživatelů nebo provozuschopnost konstrukce
• Kmitání – Způsobuje nepohodu osob nebo omezuje funkční způsobilost konstrukce
• Poškození – Může ovlivňovat vzhled, trvanlivost nebo provozuschopnost konstrukce

Mezi obvyklé stavy použitelnosti patří mezní stavy omezení napětí, omezení trhlin a omezení průhybu. 

Mezní stav únosnosti

Mezní stav únosnosti je stav, při jehož překročení může dojít ke kolapsu konstrukce. Pokud je konstrukce správně navržena, sama včas varuje před svým kolapsem a uživatelé objektu mají dostatečný čas na evakuaci z objektu, než se konstrukce zcela zřítí.

Za mezní stavy únosnosti se mohou považovat stavy před zřícením konstrukce a ověřují se čtyři druhy mezních stavů únosnosti:

• EQU – Ztráta statické rovnováhy konstrukce nebo její části
• STR – Vnitřní porucha nebo nadměrná deformace konstrukce nebo nosných prvků (tam, kde rozhoduje pevnost konstrukčních materiálů)
• GEO – Porucha nebo nadměrná deformace základové půdy
• FAT – Únavová porucha konstrukce nebo nosných prvků

Stavby jsou navrhovány tak, aby mezního stavu únosnosti nebylo dosaženo.

Trvanlivost

Trvanlivost je schopnost konstrukce plnit během stanovené doby a plánované údržbě návrhové požadavky na funkční způsobilost, bezpečnost a uživatelskou pohodu při působení vlivů vnějšího prostředí nebo v důsledku vlastního stárnutí.

Pro rodinné domy je informativní návrhová životnost 50 let. Aby byla dosažena požadovaná návrhová životnost konstrukce po stanovené časové období, musí se při jejím návrhu uvážit:

• Úroveň kontroly provádění –⁠ Stavbu je nutné provádět podle požadavků uvedených v projektové dokumentaci a požadovanými technologickými postupy, a to od prvních výkopů až po dokončovací práce.
• Konkrétní ochranná opatření konstrukcí –⁠ Příkladem může být správné stanovení tloušťky krycí vrstvy výztuže v betonu či použití korozivzdorné oceli nebo aplikování ochranných nátěrů na dané konstrukce. 
• Požadovaná návrhová kritéria 
• Předpokládané využívání konstrukce – Využívání konstrukce ⁠se ovšem může během životnosti měnit. Při zásadní změně využívání konstrukce (zvýšení zatížení) je zapotřebí konstrukci posoudit, případně přizpůsobit novému způsobu užívání. 
• Výběr materiálu, jeho vlastnosti a vlastnosti základové půdy –⁠ Vlastnosti základové půdy je zapotřebí znát již při návrhu základů a při samotném zakládání objektu na staveništi. 
• Konstrukční uspořádání 
• Řešení konstrukčních detailů –⁠ Pro zajištění správného fungování konstrukce.

Trvanlivost stavby je také ovlivněna vnějšími vlivy prostředí. Očekávané vlivy prostředí je proto nutné při návrhu konstrukce zohlednit, aby nedošlo k předčasné degradaci konstrukce, například vlivem počasí.  Opomíjet nesmíme ani způsob údržby během návrhové životnosti, protože může dojít k poškození objektu vlivem vnějšího prostředí či lidskou činností během užívání stavby.

Nosný konstrukční systém má být chráněný před působením vnějších vlivů a v případě potřeby je ochranné konstrukce zapotřebí rekonstruovat nebo zcela vyměnit.