7 Mezní stavy použitelnosti

Transkript

1 7 Mezní stavy použitenosti Cekové užitné vastnosti konstrukcí mají spňovat dva zákadní požadavky. Prvním požadavkem je bezpečnost, která je zpravida vyjádřena únosností. Druhým požadavkem je použitenost, která se vztahuje k způsobiosti konstrukce a jejích částí zajistit její uspokojivé chování při běžných podmínkách provozu. 7.1 Prokuz spoje V ČSN EN se pro prokuz spoje někdy používá termín posunutí spoje a pro modu prokuzu termín modu posunutí. Pro spoje provedené pomocí spojovacích prostředků koíkového typu se musí určit modu prokuzu K ser jednoho střihu jednoho spojovacího prostředku při provozním zatížení pode tab. 7.1, m se dosazuje v kg/m 3 a d nebo d c v mm. Definice d c viz EN V EN 6891 je místo K ser použita značka k s. Tab. 7.1 Hodnoty K ser pro spojovací prostředky a hmoždíky v N/mm ve spojích dřevo dřevo a deska na bázi dřevo dřevo Typ spojovacího prostředku Koíky Svorníky s nebo bez vůe a Vruty Hřebíky (s předvrtáním) K ser m 1,5 d/3 Hřebíky (bez předvrtání) m 1,5 d 0,8 /30 Sponky m 1,5 d 0,8 /80 Prstencový hmoždík typu A pode EN 91 Taířový hmoždík typu B pode EN 91 Zazubené hmoždíky: Hmoždíky typu C1 až C9 pode EN 91 Hmoždíky typu C10 až C11 pode EN 91 a Vůe se má přidat k přetvoření odděeně. m d c / 1,5 m d c /4 m d c / Jsou-i průměrné hustoty m,1 a m, dvou spojovaných prvků na bázi dřeva rozdíné, potom se má m ve shora uvedených vztazích uvažovat takto: (7.1) m m,1 m, Pro spoje oce dřevo nebo beton dřevo, K ser se má stanovit pomocí m pro dřevěný prvek a může se násobit,0. 61

2 7. Mezní hodnoty průhybů nosníků Sožky průhybu, které jsou výsedkem kombinace zatížení (viz kap...3), jsou znázorněny na obr. 7.1, ve kterém jsou značky definovány násedovně: w c w inst w creep w fin w net,fin je nadvýšení (pokud se použije); okamžitý průhyb; průhyb od dotvarování; konečný průhyb; čistý konečný průhyb. Obr. 7.1 Sožky průhybu Čistý průhyb pod přímkou mezi podpěrami w net,fin se má uvažovat takto: wnet,fin winst wcreep wc wfin wc (7.) Doporučený rozsah mezních hodnot průhybů je pro nosníky o rozpětí uveden v tab. 7. v závisosti na úrovni deformace považované za přijatenou. Tab. 7. Příkady mezních hodnot průhybů nosníků w inst w net,fin w fin Prostý nosník /300 až /500 /50 až /350 /150 až /300 Vykonzoované nosníky /150 až /50 /15 až /175 /75 až / Kmitání U dřevěných konstrukcí představují idské aktivity a instaované stroje dvě havní příčiny výskytu kmitání. Jako dva kritické důsedky těchto příčin se rozišují: nepohoda od kmitání, způsobeného kroky; nepohoda od kmitání, způsobeného stroji. 6

3 7.3.1 Předpokady Musí se zajistit, aby zatížení, u nichž ze předpokádat, že se mohou vyskytovat na prvku, díci nebo konstrukci, nezpůsobovaa kmitání, která by moha zhoršit funkci konstrukce nebo působit uživateům nepřijatené nepohodí. Úroveň kmitání se má odhadnout měřením nebo výpočtem s uvážením předpokádané tuhosti prvku, díce nebo konstrukce a modáního poměrného tumení. Pro stropy, pokud není prokázáno, že jiné hodnoty jsou vhodnější, se má předpokádat modání poměrné tumení = 0,01 (tj. 1 %) Kmitání od strojního zařízení Kmitání způsobené rotačními stroji a jiným provozním vybavením se musí omezit pro nepříznivé kombinace stáého zatížení a proměnných zatížení, které ze očekávat. Přijatené úrovně pro nepřerušované kmitání stropů se mají určit pode ISO 631-, příoha A, obr. 5a, s korekčním součiniteem 1, Stropy obytných budov U stropů obytných budov se zákadní frekvencí menší než 8 Hz (f 1 8 Hz) se má provést odborné vyšetření. U stropů obytných budov se zákadní frekvencí větší než 8 Hz (f 1 8Hz) mají být spněny násedující požadavky: w a mm/kn F (7.3) a ( f1-1) v b m/(ns²) (7.4) kde w je maximání okamžitý svisý průhyb, způsobený svisou soustředěnou statickou siou F působící v ibovoném místě stropu při uvážení rozožení zatížení; v rychost odezvy na jednotkový impus, tj. maximání počáteční hodnota rychosti svisého kmitání stropu (v m/s -1 ), vyvoaná ideáním jednotkovým impusem (1 Ns), působícím v místě stropu, kde je maximání odezva. Sožky nad 40 Hz se mohou zanedbat; modání poměrné tumení. Doporučený rozsah mezních hodnot a a b a doporučený vztah mezi a a b je uveden na obr

4 1 Lepší užitné zatížení Horší užitné zatížení Obr. 7. Doporučený rozsah a vztah mezi a a b Výpočet pode kap se má provést za předpokadu, že strop není zatížen, tj. pouze s uvážením hmotnosti, odpovídající vastní tíze stropu a jiným stáým zatížením. Pro obdéníkový strop s cekovými rozměry x b, prostě podepřený podé všech čtyř okrajů a se dřevěnými nosníky o rozpětí, se může zákadní frekvence f 1 přibižně vypočítat takto: f1 ( EI) m (7.5) kde m je hmotnost na jednotku pochy v kg/m ; rozpětí stropu v m; (EI) náhradní ohybová tuhost desky stropu k ose komé na směr nosníků v Nm²/m. Pro obdéníkové stropy s cekovými rozměry x b, prostě podepřené podé všech čtyř okrajů se může hodnota v přibižně uvažovat takto: v 4(0,4 0,6 n ) mb kde v je rychost odezvy na jednotkový impus v m/(ns ); n 40 počet tvarů se zákadní frekvencí nižší než 40 Hz; b šířka stropu v m; m hmotnost v kg/m ; rozpětí stropu v m. Hodnotu n 40 ze vypočítat ze vztahu n b 1 f 4 EI EI 1 b 0,5 (7.6) (7.7) kde (EI) je náhradní ohybová tuhost desky stropu v Nm /m k ose rovnoběžné s nosníky, přičemž (EI) b < (EI). 64

5 Příkad 7.1 Posouzení nosníku na průhyb Rozpětí střešního nosníku je 15 m a osová vzdáenost mezi nosníky je 6 m. Nosník má obdéníkový průřez 160 x 1000 mm, je proveden z epeného ameového dřeva a je zabudován ve třídě provozu 1. Parametry tuhosti dřeva jsou E 0,mean,g MPa a G mean,g 680 MPa. Nosník je proveden bez nadvýšení. Konstrukce je v nadmořské výšce < m n.m. Charakteristické hodnoty zatížení: stáé zatížení Gk 0,5 knm - zatížení sněhem Qk 0,7 knm -. Průhyb od jednotkového rovnoměrného zatížení q ref 1,0 knm qref 5 1, w ref 4,5 mm EI Okamžitý průhyb od stáého zatížení g k = 6 0,5 = 3,0 knm -1 w 1,inst 3,0 w ref 3,0 4,5 13,5 mm Okamžitý průhyb od proměnného zatížení q k = 6 0,7 = 4, knm -1 w,inst 4, w ref 4, 4,5 18,9 mm Okamžitý průhyb od stáého a proměnného zatížení w inst = 13,5 + 18,9 3,4 mm / mm (průhyb je téměř roven / mm) Průhyb vyhovuje. Konečný (čistý) průhyb od stáého a proměnného zatížení w net,fin w 1,inst 1+ k 1,def + w,inst 1+,1 k,def w net,fin 13, ,6 + 18, ,0 0,6 40,5 mm /350 4,8 mm Průhyb vyhovuje. V uvedeném příkadě jsou posuzovány pouze průhyby od momentů, neboť průhyby od posouvajících si jsou maé. U prostě podepřeného nosníku obdéníkového průřezu, zatíženého rovnoměrným zatížením, určíme přibižně poměr průhybu od posouvajících si w V a momentu w M takto: wv w 0,96 E h M G w V 0,96 wm 0,07 w M Z výpočtu vypývá, že průhyb s uvážením posouvajících si je přibižně o 7 % větší. 65