ZADÁNÍ 1 STÁLÁ ZATÍŽENÍ. Závěrečný příklad studentská verze Zatížení stavebních konstrukcí

Transkript

1 ZADÁÍ Určete zatížení a maximální možné vnitřní síly na nejvíe zatížený rám halového jednolodního objetu (viz obráze). Celová déla budovy je 48,0 m a příčná vzdálenost rámů je s F 4,8 m. S odvoláním na národní mapy sněhu a větru vyplývají z polohy budovy tyto údaje: zatížení sněhem: s 1,5 m -2 (III. sněhová oblast) typ rajiny: normální zatížení větrem: v b,0 25 m s -1 (II. větrná oblast) ategorie terénu III Z předběžného návrhu vyházejí tyto hodnoty harateristiýh stálýh zatížení: vlastní tíha rámu: g,1 0,70 m -1 střešní rytina: g,2 0,55 m -2 obvodový plášť g,3 0,30 m -2 ARŽEÝ POSTUP ÝPOČTU Shéma onstrue halového objetu ejdříve budou spočteny harateristié hodnoty účinů zatížení a ty budeme následně ombinovat na nejnepříznivější účiny zatížení. 1 STÁLÁ ZATÍŽEÍ Zatížení od vlastní tíhy g,příčel vlastní tíha příčlí a střešní rytiny g g,1 sf g, 2, priel g,sloup 13,5 g, priel vlastní tíha sloupů a obvodového pláště g g,1 sf g, 3, sloup g, sloup 1

2 Zatěžovaí stav od stálého zatížení Zatězovaí stav St1 2 PROĚÁ ZATÍŽEÍ 2.1 Užitná zatížení Střeha spadá do ategorie H (nepřístupná s výjimou běžné údržby a oprav) q Zatížení na rám q sf q q Pozn.: Součinitel ψ 0 0,0; užitná zatížení střeh nepůsobí současně jiným proměnným zatížením!!! Zatěžovaí stavy od užitného zatížení Zatězovaí stav U1 Zatězovaí stav U2 Zatězovaí stav U3 2.2 Zatížení sněhem Tvarový součinitel: slon střehy 13,5 µ 1 Součinitel expozie: typ rajiny normální C e Tepelný součinitel: střeha s tepelnou prostupností menší než 1,0 W m -2 K -1 C t 2

3 Zatížení nenavátým sněhem na rám s, 1 µ i Ce Ct s sf Zatížení navátým sněhem na rám s, 2 0,5 µ i Ce Ct s sf Zatěžovaí stavy od zatížení sněhem Zatězovaí stav Sn1 Zatězovaí stav Sn2 Zatězovaí stav Sn3 2.3 Zatížení větrem Ryhlost a tla větru Záladní ryhlost větru v b dir season pro běžné případy v b,0 (součinitel směru větru); (součinitel ročního období) dir a tedy v b season Referenční výša uvažujeme vítr působíí ve směru rámu i olmo vyšetřovanému rámu h b < b Součinitel drsnosti ( z) r r ln rovnob. olmo z z 0 onstantní průběh zatížení větrem z e h z i h (onzervativně) 3

4 terén ategorie III z 0 (parametr drsnosti terénu) dále z z e z z i min součinitel terénu je potom roven r a tedy (z) r z 0,19 z 0 0, II Součinitel ortografie ( ) 0 z 0,07 a onečně harateristiá střední ryhlost větru je rovna v m ( z) r ( z) 0 ( z) vb Dále stanovíme maximální harateristiý tla dle vztahu q p 1 ( z) ) 2 2 [ 1 7 I v ( z) ] ρ vm e ( z qb při uvažování intenzity turbulene I I v ( z) 0 ( z) ln obdržíme (z) q p z z 0 Tla větru na onstrui ýsledný tla větru na rám (vetorový součet) e i q p ( pe pi ) sf Při definování součinitelů vnitřního i vnějšího tlau je nutno respetovat působení větru na onstrui v obou směreh. Součinitele vnějšího tlau vítr působí v rovině vyšetřovaného rámu stěnová ploha vystavená působení větru > 10,0 m 2 uplatní se stěnová oblast D a E (viz shéma na oni příladu); součinitele stanovíme z tabuly v závislosti na poměru h/d h d mezilehlá hodnota, součinitele stanovíme interpolaí 4

5 a tedy D pe 10, E střešní ploha vystavená působení větru > 10,0 m 2 uplatní se střešní oblasti F, G (částečně), H, J a I (viz shéma na oni příladu); součinitele stanovíme z tabuly pro příčný vítr v závislosti slonu střešní roviny (v našem případě α 13,5 ; pro jednoduhost uvažujeme α 15,0 ; přesněji opět interpolae) Pozn.: případě, že vyšetřovaný rám (resp. část onstrue, terou rám přenáší) zasahuje současně do víe oblastí, je nutno tuto sutečnost zohlednit (např. váženým průměrem). F G FG F G FG H H I I J J Součinitele vnějšího tlau vítr působí olmo rovině středního rámu stěnová ploha vystavená působení větru > 10,0 m 2 uplatní se stěnová oblast A a B (viz shéma); součinitele stanovíme opět z tabuly v závislosti na poměru h/d h d a tedy A pe, 10 a B A, B střešní ploha vystavená působení větru > 10,0 m 2 uplatní se střešní oblast H (viz shéma); součinitele stanovíme z tabuly pro podélný vítr v závislosti slonu střešní roviny (v našem případě α 13,5 ; pro jednoduhost uvažujeme α 15,0 ; přesněji opět interpolae) H Součinitele vnitřního tlau Budeme předpoládat, že nelze jednoznačně určit součinitel µ pro stanovení součinitele vnitřního tlau, a tedy pi,10 pi,10 5

6 ýsledné tlay větru na vyšetřovaný rám vítr působí v rovině vyšetřovaného rámu, 0, 2 D E FG FG H H J J I I vítr působí v rovině vyšetřovaného rámu, 0, 3 D E FG FG H H J J I I vítr působí olmo rovině vyšetřovaného rámu, 0, 2 AB H vítr působí olmo rovině vyšetřovaného rámu, 0, 3 - neuplatní se, protože snižuje záladní hodnotu sání větru 6

7 Zatěžovaí stavy od zatížení větrem U těhto typů střeh ombinujeme vždy (resp. ) hodnotu na jedné straně střehy s (resp. ) hodnotou na druhé straně. jedné střešní rovině nelze vša ombinovat a součinitele. Konrétně nastanou tyto zatěžovaí stavy: vítr působí v rovině vyšetřovaného rámu, 0, 2 : Zatězovaí stav 1 Zatězovaí stav 2 Zatězovaí stav 3 Zatězovaí stav 4 vítr působí v rovině vyšetřovaného rámu, 0, 3 : Zatězovaí stav 5 Zatězovaí stav 6 Zatězovaí stav 7 Zatězovaí stav 8 vítr působí olmo rovině vyšetřovaného rámu, 0, 2 ( 0, 3 - zanedbáme) Zatězovaí stav 9 7

8 3 ITŘÍ SÍLY 3.1 Stálé zatížení Zatězovaí stav St Užitné zatížení Zatězovaí stav U Zatězovaí stav U Zatězovaí stav U Zatížení sněhem Zatězovaí stav Sn Zatězovaí stav Sn Zatězovaí stav Sn

9 3.4 Zatížení větrem vítr působí v rovině středního rámu, 0, 2 : Zatězovaí stav Zatězovaí stav Zatězovaí stav Zatězovaí stav vítr působí v rovině středního rámu, 0, 3 : Zatězovaí stav Zatězovaí stav Zatězovaí stav Zatězovaí stav

10 vítr působí olmo rovině středního rámu, 0, 2 a 0, 3 Zatězovaí stav EBEZPEČÉ KOBIACE ZATÍŽEÍ PRO SÚ 4.1 aximální tlaová síla v sloupeh rozhoduje ombinae zatěžovaíh stavů sloup odpovídajíí moment a posouvajíí síla 4.2 aximální tlaová síla v příčli rozhoduje ombinae zatěžovaíh stavů priel odpovídajíí moment a posouvajíí síla 4.3 aximální ohybový moment v rámovém rohu rozhoduje ombinae zatěžovaíh stavů roh odpovídajíí normálová a posouvajíí síla ve sloupu odpovídajíí normálová a posouvajíí síla v příčli 10

11 4.4 aximální ohybový moment v poli příčle Kladný ohybový moment rozhoduje ombinae zatěžovaíh stavů Budeme uvažovat, že max. hodnoty momentů jednotlivýh zatěžovaíh stavů působí ve stejném místě (onzervativní přístup). priel,,max odpovídajíí normálová a posouvajíí síla v příčli 4.5 Ostatní zjistíme, zda-li jsou otevní šrouby záladu namáhány tahem: rozhoduje ombinae zatěžovaíh stavů ověříme, zda-li v rámovíh rozíh nenastane ladný ohybový moment: rozhoduje ombinae zatěžovaíh stavů roh, 11

12 Působení větru ve směru roviny rámu d 25,0 m e min ( ) e min ( ) e e/4 e/4 D F G F e/10 e/10 H (F) (G) J I 4,8 m E 4,8 m 4,8 m b 48,0 m střešní oblast F-G H J I stěnová oblast D stěnová oblast E 12

13 Působení větru olmo na rovinu rámu b 25,0 m e min ( ) e min ( ) e e 15 m < d 48,0 m e/2 e/10 F I H G (B) H G (A) I F A B C e/5 4e/5 d - e d 48,0 m e/4 e/4 střešní oblast H H stěnová oblast A-B stěnová oblast A-B 13