Principy navrhování stavebních konstrukcí

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Principy navrhování stavebních konstrukcí"

Štefan Němec
před 5 lety
Počet zobrazení:

1 Pružnost a plasticita, 2.ročník kombinovaného studia Principy navrhování stavebních konstrukcí Princip navrhování a posudku spolehlivosti stavebních konstrukcí Mezní stav únosnosti, pevnost stavebních materiálů Zatížení stavebních konstrukcí Mezní stav použitelnosti Katedra stavební mechaniky Fakulta stavební, VŠB - Technická univerzita Ostrava

2 Posouzení bezpečnosti a funkčnosti Výpočet vnitřních sil, napětí a deformací nosné stavební konstrukce není cílem, nýbrž prostředkem k posouzení jejího návrhu. Kritéria a postupy posouzení bezpečnosti a funkčnosti se neustále vyvíjí: Posouzení dle mezních stavů zakotvená v ČSN i Eurokódech. Nosná konstrukce musí být spolehlivá. Spolehlivost ztrácí, jestliže překročí některý z mezních stavů: 1. Mezní stav únosnosti 2. Mezní stav použitelnosti Princip navrhování a posudku spolehlivosti stavebních konstrukcí 2

celistvosti prvků (zlomení, přetržení) Ztráta stability jako celku (překlopení opěrné zdi,

3 Mezní stav únosnosti Má nejvyšší míru závažnosti. Jde o situace, kdy je ohrožena bezpečnost lidí havárie: Úplné nebo částečné zřícení Porušení celistvosti prvků (zlomení, přetržení) Ztráta stability jako celku (překlopení opěrné zdi, sesuv objektu) sídlo stavební firmy TCHAS, Ostrava, foto: doc. Ing.Karel Kubečka, Ph.D. Mezní stav únosnosti, pevnost stavebních materiálů 3

4 Mezní stav únosnosti Aby se na přijatelnou míru snížila pravděpodobnost překročení mezního stavu únosnosti, tj. pravděpodobnost zřícení nebo porušení nosné konstrukce, užije se dvojího opatření: Do výpočtu se zavádějí vyšší hodnoty zatížení než jsou maximální hodnoty, které lze na základě zkušeností a statistického vyhodnocení očekávat Pevnost materiálu se naopak snižuje z garantovaných nominálních hodnot. F d = F k.γ γ 1 f d fk = γ M γ M 1 Mezní stav únosnosti, pevnost stavebních materiálů 4

5 Zatížení nosné konstrukce Rozdělení zatížení: Stavební statika téma č.3 a) silové - vnější síly a momenty b) deformační - oteplení, sedání, poddolování a) statické - velikost, směr a umístění sil se v čase nemění, např. zatížení obytných budov b) dynamické - vyvoláno rychlou změnou velikosti, polohy nebo směru sil, vede k rozkmitání konstrukce, např. zatížení mostů jedoucími vozidly a) deterministické - vlastnosti jednoznačně vymezeny normou, např. měrné tíhy staviv b) stochastické (pravděpodobnostní přístup) velikost zatížení není předepsáno jednou hodnotou, nýbrž pravděpodobnostní funkcí Zatížení stavebních konstrukcí 5

6 Zatížení nosné konstrukce Rozdělení zatížení podle proměnnosti v čase: Normy ČSN, EC Stavební statika Stálá zatížení: (velikost a rozložení po konstrukci se po dobu životnosti nemění) a) vlastní tíha nosné konstrukce a trvalých částí objektu b) trvale působící tlaky hornin, sypkých hmot a kapalin Proměnná zatížení: (velikost a rozložení po konstrukci časově proměnné) a) užitná zatížení tíha osob a zařízení, skladovaných materiálů, pohybujících se vozidel b) klimatická zatížení meteorologické jevy (sníh, vítr, námraza, změna teploty) c) deformační (nepřímé) zatížení objemové změny konstrukce, deformace podzákladí) d) montážní zatížení v průběhu výstavby 6

7 Charakteristická a návrhová hodnota zatížení Charakteristická hodnota zatížení F k (dříve normová nebo provozní): předpokládané skutečné, normami stanovené zatížení. Návrhová hodnota zatížení F d : při statickém výpočtu, charakteristická hodnota zatížení se vynásobí součinitelem spolehlivosti (zatížení) γ, který předepisuje norma. F d = F k.γ γ 1 EU ČR γ G 1,35 1,1 (1,35) γ Q 1,50 1,50 γ G... γ Q... součinitel spolehlivosti pro stálá zatížení (vlastní tíha) součinitel spolehlivosti pro proměnné zatížení Kombinace zatěžovacích stavů, nejúčinnější kombinace extrémní hodnoty výsledných statických veličin. Stavební statika téma č.3 7

Pevnost materiálu Pevnost materiálu f a s ní spojena odolnost konstrukce R se narozdíl od zatížení snižuje, což je obecně vyjádřeno vztahem: fk fd = γ 1 γ Pevnost materiálu -

8 Pevnost materiálu Pevnost materiálu f a s ní spojena odolnost konstrukce R se narozdíl od zatížení snižuje, což je obecně vyjádřeno vztahem: fk fd = γ 1 γ Pevnost materiálu - charakteristická f k návrhová f d M γ M... součinitel spolehlivosti pro základní materiál Ocel: f k = f y f y... napětí na mezi kluzu (yield) f u... napětí na mezi pevnosti (ultimate) Fe360 / S235 8

9 Podmínka spolehlivosti pro MSÚ Mezní stav únosnosti: N Ed N Rd Ed VRd V M Ed M Rd TEd TRd index d... Design - návrh index Rd... návrhová odolnost z pevnosti materiálu (maximálně možná vnitřní síla v návrhové hodnotě) index Ed... návrhová hodnota vnitřní síly (skutečná maximální vnitřní síla v návrhové hodnotě) Mezní stav únosnosti, pevnost stavebních materiálů 9

10 Mezní stav použitelnosti (MSP) Posudek vzniku nadměrných deformací (např.průhyb, protažení) nebo nepřijatelných vibrací a jiných dynamických stavů konstrukce. Velikost přetvoření se posuzuje na účinky charakteristického zatížení F k!!! Podmínka mezních stavů použitelnosti: δ skut δ dov Skutečné přetvoření (deformace) podle typu namáhání (protažení, průhyby, úhel pootočení apod.) se porovnávají se zadanými mezními (limitními, dovolenými) hodnotami přetvořeními. 10

11 Okruhy problémů k ústní části zkoušky 1. Princip navrhování a posudku spolehlivosti stavebních konstrukcí, mezní stavy 2. Zatížení stavebních konstrukcí 3. Mezní stav únosnosti, pevnost stavebních materiálů 4. Mezní stav použitelnosti 11

Podobné dokumenty

Principy navrhování stavebních konstrukcí

Pružnost a plasticita, 2.ročník bakalářského studia Principy navrhování stavebních konstrukcí Princip navrhování a posudku spolehlivosti stavebních konstrukcí Mezní stav únosnosti, pevnost stavebních materiálů