Konstrukční systémy vícepodlažních budov Přednáška 5 Stěnové systémy Doc. Ing. Hana Gattermayerová,CSc Obsah

Transkript

1 Konstrukční systémy vícepodlažních budov Přednáška 5 Doc. Ing. Hana Gattermayerová,CSc gatter@fsv.cvut.cz Literatura Obsah Rojík: Konstrukční systémy vícepodlažních budov, CVUT 1979, předběžné a podrobné způsoby výpočtu Rojík: Panelové objekty, SNTL 1974 Gattermayerová: Navrhování konstrukce vícepodlažních budov,čvut 1996 SCIA Engineer, Static software, SCIA CZ Prefabrikované typové systémy styky, detaily Statický software pro výpočet stěnových konstrukcí Příklady monolitické systémy Příklady prefabrikované systémy, styky

2 Stěnové prvky zajišťují prostorovou tuhost konstrukce: Samostatně ve sloupových systémech Ve spolupůsobení s ostatními ztužujícími prvky (rámy) Čistě stěnové systémy (příčný, podélný) Konstrukce s výtužným železobetonovým jádrem 2

3 Stěna bez otvorů Stěna s otvory s tuhým nadpražím Stěny s kloubovým připojením (stropní konstrukce) 3

4 Spojení stěnových prvků pomocí styků nebo spojovacích vazeb: Předběžný výpočet Podmínky: Uspořádání stěn vetknutí do základů Material isotropický Konzolové působení pro vodorovné zatížení Statický výpočet podle zásad pružnosti Tuhá stropní tabule Oslabení otvory otvory průběžně nad sebou, zanedbání otvorů Obecná tuhost spoje (nebo nekonečná) Zjednodušená metoda např. EC 2 4

5 Podrobný výpočet silová metoda 1. Diskretní metoda : Obecná silová metoda řešení pomocí soustavy rovnic pro neznámé smykové síly ve spojovacích vazbách 5

6 Diskretní metoda Patrový výsek pro 2 smykové stěny spojené obecným spojovacím prvkem E - elastic modulus G - modulus of elasticity in shear I - moment of inertia U - sectional area Relativní tuhost spojovacího prvku 6

7 Diskretní metoda Rozdílná deformace svislých stěnových prvků je v rovnováze s deformací jejich spojovacích prvků Zákaldní deformační podmínky pro spojovací prvek i-té vazbě a na zk úrovni 7

8 Rovnice pro neznámou Diskretní metoda T. Levá strana dílčí deformace Pravá strana vliv zatížení Součtový ohybový moment směr x Sestavení soustavy rovnic pro každýspojovací prvek a každou výškovou úroveň matice (i x n) Ohybový moment přerozdělení na konkrétní prvek ve směru x, Normálová síla přerozdělení na konkrétní prvek ve směru x, 8

9 2. Kontinualní metoda řešení pomocí soustavy rovnic pro neznámé smykové toky ve spojovacím prostředí Discretní T je nahrazeno jednoduchou spojitou funkcí 9

10 Srovnání diskrétního a kontinuálního modelul Kontinualní metoda Gi náhradní tuhost smykového spojovacího prostředí 10

11 Kontinualní metoda Základní deformační podmínka pro i spojovací prostředí Rozdílná deformace svislých stěnových prvků je v rovnováze s deformací jejich spojovacího prostředí 11

12 Kontinualní metoda Rovnice pro neznámý smykový tok T. Sestavení rovnice pro každné spojovací prostředí 12

13 Rovnice pro vodorovné zatížení : Rovnice pro i- spojovací prostředí : Pomocné výrazy: Řešení rovnice pro jedno spojovací prostředí : 13

14 Úprava rovnice: Řešení pomocí linárních algebraických rovnic Součtový ohybový moment směr x Normálová síla v i-svislém prvku Normálové napětí v i-svislém prvku 14

15 Příklady základních zatížení průběh smykového toku ve spojovacím prostředí Vodorovné spojité zatížení Konečná, obecná tuhost spojení Poddajné spojení nekonečně tuhé spojení Primární ohybový moment Smykové napětí Ohybový momnent Normálová síla 15

16 Příklady základních zatížení průběh smykového toku ve spojovacím prostředí Vodorovná síla na volném konci Final rigid connection Yielding connection Stiff connection Primární ohybový moment Smykové napětí Ohybový moment Normálová síla 16

17 Příklady základních zatížení průběh smykového toku ve spojovacím prostředí Pokles podpory Final rigid connection Yielding connection Stiff connection Smykové napětí Normal force Bending moment 17

18 Příklady základních zatížení průběh smykového toku ve spojovacím prostředí Svislá deformace Final rigid connection Yielding connection Stiff connection Shear stress Bending moment Normal force 18

19 Svislá deforamce a normálové napětí teplotní zatížení Oteplení obvodové stěny Ochlazení obvodové stěny 19

20 3. Metoda konečných prvků 3D model Static software SCIA Engineer 20

21 Metoda konečných prvků 3D model Static software SCIA Engineer 21

22 Metoda konečných prvků Grafický výstup z výpočtu Deformovaná konstrukce pouze TVAR DEFORMACE!!! - pružný výpočet bez dotvarování!!! Normálové napětí řez v patě stěny 22