ČKAIT AGEL

Transkript

1 Euroó v přílaech Dřevěné onstruce Návrh a posouení jenotlivých prvů rovu ČKAIT AGEL Ing. Petr Agel, oc. Ing. Antonín Loaj, Ph.D. 1

2 1. Geometrie rovu. Zatížení rovu.1 Stálé atížení. Proměnné atížení. Zatížení sněhem.4 Zatížení větrem.5 Roělení ploch střech pro atížení větrem.6 Zatěžovací stav o větru. Návrh a posouení jenotlivých prvů.1 Střešní lať. Kroev. Kleštin.4 Vanice střeová.5 Sloupe.6 Pás.7 Spoj roev x střešní lať.8 Tesařsý spoj páse x sloupe.9 Sloupe ČKAIT AGEL

3 1. Geometrie rovu ČKAIT AGEL

4 . Zatížení rovu OSOVÁ VZDÁLENOST KROKVÍ b r 0,96 m SKLON STŘECHY α 7 ZATÍŽENÍ.1 STÁLÉ ZATÍŽENÍ vrstva šířa(m) výša (tl.)(m) os.v(m) ob. ploš. Tíha b r g g Tíha (N/m (N/m γ ) (m) (N/m) G (N/m) ) Střešní plášť Bramac Alpsá rtina 0,4 0,96 0,41 1,5 0,557 laťování 0,06 0,04 0, 5 0,96 0,08 1,5 0,05 ontralatě 0,06 0,04 5 0,01 1,5 0,016 tepelná iolace URSA 0,1 1,1 0,96 0, 1,5 0,99 roev 0,1 0,16 5 0,096 1,5 0,10 Celem 0,781 1,5 1,054 Pohle leština 0,08 0, 5 0,08 1,50 0,16 sároartonový pohle 0,015 7,5 0,96 0,09 1,50 0,1 Celem 0,170 1,50 0,0. PROĚNNÉ ZATÍŽENÍ Střecha je ategorie H tn. nepřístupná s výjimou běžné úržb Zatížení Kategorie H q 0,75 N.m pů q 0,75 N.m q 1,15 N.m q 1,15 N.m q br 0,7 N.m 1 q br 0,7 N.m 1 q br 1,080 N.m 1 q br 1,080 N.m 1. ZATÍŽENÍ SNĚHE Sněhová oblast I II III IV V VI VII VIII N/m 0,70 1,00 1,50,00,50,00 4,00 >4,00 Sněhová oblast: Namořsá výša: Ostrava Oblast :II s 1 N.m ČKAIT AGEL cca 00 m.n.m Honot součinitelů : Ψ 0 0,5 Ψ 1 0, Ψ 0 4

5 Tp rajin: C e 1 Normální Tepelný součinitel: C t 1 Tp střech: Selová střecha se slonem 7 µ 1 0,8.(60 α)/0 0,61 Návrhové atížení sněhem: Zatěžovací stav:.4 ZATÍŽENÍ VĚTRE s 1 µ 1.C e.c t.s.br 0,589 Nm s 0,5.µ 1.C e.c t.s br 0,94 Nm Střecha s prostupem tepla <1 W.m.K 1 ZS1 rovnoměrné atížení s 1 po celé ploše střech ZS.navátý sníh na pravou stranu střech ZS.navátý sníh na levou stranu střech oblast I II III IV V rchlost větru,5 5 7,5 0 6 Větrná oblast: Zálaní rchlost větru: Ostrava Oblast :II v b,0 5 m.s 1 c ir 1 c season 1 v b c ir.c season.v b,0 5,000 m.s 1 Reerenční výša: h 11,4 m b rovnoběžné 10,5 m b olmé 11,7 m e i 10,500 m c.ln Součinitel rsnosti: r r 1, ,05 m le at. terenu II min m ČKAIT AGEL r 0, , II 0,07 0,190 5

6 Součinitel ortograie: c 0 1 pro běžné přípa Charateristicá stření rchlost větru: v m c r.c 0.v b 5,99 m.s 1 Intenita 1 I turbulence: v 0,187 c 0. ln tla větru na metr běžný 1 0,894 N.m 1 q p( ) ( Iv). ρvm. br.5 Roělení střech le atížení větrem příčný vítr,9,9 1,17 F G F Poélný vítr H 1,17 J,6 F G G,6 F 1,05.6 Zatěžovací stav o větru H H 5,5 I cpe10 cpi we wi w směr větru oblast qp we+,wi+ we-,wi- we+,wi- příčný 0 ČKAIT AGEL I I F 0,0-0,90 0,0-0,0 0,18-0,804 0,18-0,7 0,89 0,00 0,54-0,45 0,98 G 0,70-0,50 0,0-0,0 0,6-0,447 0,18-0,7 0,89-0,45 0,18-0,89 0,6 6 we-,wi+

7 rovnoběžný H 0,0-0,0 0,0-0,0 0,18-0,68 0,18-0,7 0,89 0,00 0,00-0,45 0,45 I 0,00-0,40 0,0-0,0 0,00-0,58 0,18-0,7 0,89 0,18 0,09-0,7 0,54 J 0,00-0,50 0,0-0,0 0,00-0,447 0,18-0,7 0,89 0,18 0,18-0,7 0,6 F 0,00-1,10 0,0-0,0 0,00-0,98 0,18-0,7 0,89 0,18 0,7-0,7 1,16 G 0,00-1,40 0,0-0,0 0,00-1,51 0,18-0,7 0,89 0,18 0,98-0,7 1,4 H 0,00-0,80 0,0-0,0 0,00-0,715 0,18-0,7 0,89 0,18 0,45-0,7 0,89 I 0,00-0,50 0,0-0,0 0,00-0,447 0,18-0,7 0,89 0,18 0,18-0,7 0,6. Návrh a posouení jenotlivých prvů.1 Střešní lať Geometrie áme vě možnosti moelování střešních latí: Spojitý nosní bližší realitě Prostý nosní jenoušší moel Střešní latě jsou pootočen oproti směru působení většin atížení Zatížení Zatížení stálé, užitné a sníh je potřeba roělit o směru os a os g g ČKAIT,, g sinα g cosα AGEL 7

8 Vnitřní síl Vnitřní síl blo vpočten v programu IDA Nexis aximální honot vnitřních sil roělení le směrů os a os V 0,N V 0,4N 0,1 Nm 0,1 Nm Návrh prvu Dřevěný prve třía C4 (S10), mo 0,9; γ 1, Tpicé roměr střešních latí: 60x40 m 50x50 m 50x60 mm Průřeové charateristi: Průřeová plocha: Průřeový moul ose : Průřeový moul ose : Posouení prvu Posouení smu: A h. b 0,04.0,06 0,004m W W h. b 0,04.0,06 5,4.10 m 6 6 h. b 0,04.0,06 5 1,6.10 m 6 6 ČKAIT AGEL V obou osách je stejná průřeová plocha je možné posouit poue na největší smovou sílu. 8

9 Pomína spolehlivosti: τ v, Napětí ve smu (V max V 0,4 N) V τ 1,5. A max 0,4.10 1,5 0,004 0,5Pa Pevnost ve smu: Posouení: Posouení ve vouosém ohbu: Pomín spolehlivosti: Ohbová napětí ( 0,1N 0,1Nm): Pevnost v ohbu:. γ 0,9.4,0 mo v v, 76 1, 0,5Pa, 76Pa Součinitel m pro rostlé řevo: 0, 7 Posouení: m. γ 0,9.4 mo m m 16, 61 1, m m W W + Pa Pa 4,16 7,5 PRŮŘEZ + VYHOVUJE! m + 0,7 0,56 < 1 16,61 16,61 m + 1Λ 0,1,4.10 0,1 1,6.10 m m 7,5Pa 4,16Pa 1 4,16 7,5 0,7 + 0,6 < 1 16,61 16,61 ČKAIT AGEL 9

10 . Kroev Geometrie ČKAIT AGEL 10

11 Zatížení Kroev je moelována v programu IDA Nexis atížení je roěleno o vanácti atěžovacích stavů a vcháí výpočtu atížení na ačátu textu. ČKAIT AGEL 11

12 Vnitřní síl Vnitřní síl bl vpočten v programu IDA Nexis bl požit součinitele pro majoritní proměnné atížení γ Q 1,5 a pro stálé atížení γ G 1,5 Vreslen bl obalové řiv ČKAIT AGEL Normálové síl 1

13 Posouvající síl Ohbový moment ČKAIT AGEL Extrémní vnitřní síl 1

14 Návrh prvu Dřevěný prve třía C4 (S10), mo 0,9; γ 1, Návrh průřeu: 10x160 mm (oslabení 10x10 mm) Plocha: Plocha (oslabený průře): Průřeový moul ve směru tužší os: Průřeový moul (oslabený průře): Posouení Posouení ve smu: Pomína spolehlivosti: Napětí ve smu (V max V 4,4 N) Pevnost ve smu: Posouení: Sm v oselání: Pomína spolehlivosti: Napětí ve smu (V max V 10,9 N) Pevnost ve smu: A h. b 0,16.0,1 0,019m Ae he. b 0,1.0,1 0,0156m W h. b 0,16.0,1 5, e 4 h. b 0,1.0,1 W, e, τ v, V τ 1,5. A max. γ m 4 m 4,4.10 1,5 0,4Pa 0,019 0,9.4,0 mo v v, 76 1, 0,4Pa, 76Pa τ τ e v, V 1,5. A 10,9.10 Pa max 1,5 0, 999 e e 0,0156 ČKAIT AGEL. γ 0,9.4,0 mo v v, 76 1, Pa Pa Posouení: 0,999Pa, 76Pa 14

15 Ohb a tla v oselání 0, Pomína spolehlivosti: + m 1 0, Návrhová pevnost v ohbu: Návrhová pevnost v tlau: Napětí v ohbu ( max 4,78Nm): Napětí v tlau (N cpřísl 6,8 N) Posouení: m,. mo 4.0,9 16, 61Pa γ 1, c,0,. mo 1.0,9 0, 14, 5Pa γ 1, max 4, , 14Pa - W 0,8.10 e N přřís 6,8.10 0, 0, 40Pa A 0,0156 0, 0, 0,40 14,5 0,59 < 1 e + m 1 14,14 + 0,7 1 16,61 ČKAIT AGEL 15

16 Kombinace ohbu a tlau (teorie. řáu) stabilitní výpočet: Ponáma: Při požití střešních latí a Sároartonového pohleu, terý je upevněný na CD proilech přípaně na řevěných latích, není možné vbočení rovin rámu ani lopení průřeu. Je vša možné vbočení v rovině rámu čili v ose větší tuhosti průřeu. crit je rovno 1,0 Pomína spolehlivosti: + 1. crit 0, Návrhová pevnost v tlau: Návrhová pevnost v ohbu: Účinná éla (prostý nosní): Součinitel příčné a torní nestabilit: 1. mo c, 1.0,9 0, 14, 5Pa γ 1,. mo m, 4.0,9 16, 61Pa γ 1, le 1,0l tužení 1,0.,9, 9m 1 Součinitel vpěrnosti: + λ Ke: le,9 Štíhlostní poměr v ose větší tuhosti.: λ 84, 4 i 0,046 λ 0, 84,4 1 Relativní štíhlost: λrel, 1, 9 π E π 7800 Součinitel: Součinitel vpěrnosti: crit 1,57 0,05 rel, 0,5.(1 + βc ( λrel 0,) + λrel 0,5.(1 + 0,(1,9 0,) + 1,9 ) c 1, ,57 λ, rel, ČKAIT AGEL 1,9 0,4, ) Napětí v ohbu ( max,8nm): max, , 4Pa - W 0,8.10 e 16

17 Napětí v tlau (N cpřísl 4,5 N) N přřís 4,5.10 0, 0, 90Pa A 0,0156 e Posouení: Posouení SP: Průhb: Pomína spolehlivosti: le,9 umax 1mm u in,97mm,97mm 1mm crit. 11,4 0,9 + 1,0.16,61 0,4.14,5 0,45 + 0,046 0, u in u max Průhb prutů s otvarováním 0, ČKAIT AGEL 17

18 . Kleštin Vnitřní síl Normálové síl Posouvající síla Ohbový moment ČKAIT AGEL 18

19 aximální vnitřní síl Návrh prvu Dřevěný prve třía C4 (S10), mo 0,9; γ 1, Návrh průřeu: Plocha: Průřeový moul ve směru tužší os: Posouení Posouení ve smu: Pomína spolehlivosti: Napětí ve smu (V max V,66 N) Pevnost ve smu: Posouení: Posouení tahu: Pomína spolehlivosti: Napětí ve smu (N max N t 1, N) Pevnost ve smu: Posouení: x40x00 mm (přeimenováno umístění TI) A h. b.0,04.0, 0,016m W h. b 6 0,.0, ,.10 m τ v, V τ 1,5. A max. γ, ,5 0,016 0,9.4,0 mo v v, 76 1, 0,4Pa, 76Pa t, 0, v, 0,4Pa Pa N max 1,.10 t, 0, 0, 770Pa A 0,016 mo. t0 0,9.14,0 t0 9, 69Pa γ 1, ČKAIT AGEL 0,77Pa < 9, 69Pa 19

20 Posouení v ohbu ( max 6,47Nm) Pomína spolehlivosti: m, m, Návrhová pevnost v ohbu: Napětí v ohbu: Posouení:.4 Vanice střeová Geometrie. mo m, 4.0,9 16, 61Pa γ 1, W 6,47.10 max 1, - e 0,5.10 1,Pa < 16,61Pa Pa ČKAIT AGEL 0

21 Zatížení Programem IDA Nexis bl určen reace o jenotlivých atěžovacích stavů: Stálé: Užitné: Sníh: Vítr max: F Gmax 4,8 N F Q max 5,47 N F S max 5,84N F W max,69 N Z těchto honot jsou sestaven čtři atěžovací stav, teré tvoří maximální vnitřní síl na všech třech prvcích. Vnitřní síl Vanice Normálové síl ČKAIT AGEL Posouvající síl 1

22 Ohbový moment Extrémní vnitřní síl Dřevěný prve třía C4 (S10), mo 0,9; γ 1, Návrh průřeu: 00x40 mm Plocha: Průřeový moul ve směru tužší os: A h. b 0,.0,6 0,05m W h. b 0,6.0,, ČKAIT AGEL 4 m

23 Posouení Posouení smu (V max, N): Pomína spolehlivosti: τ v, V τ 1,5. A max. γ,.10 1,5 0,05 0,9.4,0 mo v v, 76 1, 0,958Pa, 76Pa Ohb ( max 8,81N) Pomína spolehlivosti: Návrhová pevnost v ohbu: Napětí v ohbu( max 58,07Nm): Posouení: m, m, 0,958Pa Pa m,. mo 4.0,9 16, 61Pa γ 1, W 8,81.10 max 1, 8 - el,,5.10 1,8Pa < 16,61Pa Pa ČKAIT AGEL

24 Průhb: Průhb bl vpočítán v programu IDA Nexis bla použita unce Dřevo průhb s otvarováním Pomína spolehlivosti: aximální povolený průhb: Posouení: Wnet, in Winst + Wcreep W i 5, 754mm l l 6,61 W 6, 44mm lim W net, in Wlim 5,754mm < 6, 44mm Návo pro ruční výpočet průhbu: W W W W inst ing inq1 inqi e W W W W ing insg instq1 instqi + W (1 + ( ψ inq1 0, i e 0,6... tab.:. + W ) (1 + ψ,1 + ψ e 0, i inqi ) e ) ČKAIT AGEL 4

25 .5 Sloupe Vnitřní síl Normálové síl Návrh Dřevěný prve třía C4 (S10), mo 0,9; γ 1, Návrh průřeu: 140x140 mm Plocha: Poloměr setrvačnosti: Posouení Posouení vpěrného tlau (N cmax 100,6 N): A h. b 0,14.0,14 0,0196m I i 0, 04m A Pomína spolehlivosti: 1 Návrhová pevnost v tlau: ČKAIT AGEL 0,. mo c, 1.0,9 0, 14, 5Pa γ 1, Účinná éla (prostý nosní): le 1,0l tužení 1,0.,55, 55m 5

26 1 Součinitel vpěrnosti: + λ Ke: le,55 Štíhlostní poměr v ose větší tuhosti.: λ 6, 75 i 0,04 λ 0, 6,75 1 Relativní štíhlost: λrel, 1, 05 π E π 7800 Součinitel: 0,5.(1 + 0,(1,05 0,) + 1,05 ) 1,1 0,05 rel, 0,5.(1 + β c ( λrel 0,) + λrel 1 c + λrel, Součinitel vpěrnosti: 1 1,1 + 1,1 1,05 Napětí v tlau (N cmax 100,6 N) Posouení: N c, 0,66, ) max 100,6.10 0, 5, 1Pa A 0,0196 0, 0,5 1 5,1 0,5 0,66.14,5 ČKAIT AGEL 6

27 .6 Pás Normálové síl Návrh prvu Páse Dřevěný prve třía C4 (S10), mo 0,9; γ 1, Návrh průřeu: 140x140 mm Plocha: Poloměr setrvačnosti: Posouení Posouení vpěrného tlau (N cmax 86, N): A h. b 0,14.0,14 0,0196m I i 0, 04m A Pomína spolehlivosti: 1 Návrhová pevnost v tlau: Účinná éla (prostý nosní): 0, c,. mo 1.0,9 0, 14, 5Pa γ 1, le 1,0l tužení 1,0.1,8 1, 8m 1 Součinitel vpěrnosti: + λ Ke: le 1,8 Štíhlostní poměr v ose větší tuhosti.: λ 45 i 0,04 rel, ČKAIT AGEL 7

28 λ 0, 45 1 Relativní štíhlost: λrel, 0, 74 π E π 7800 Součinitel: Součinitel vpěrnosti: Napětí v tlau (N cmax 8,6 N) Posouení:.7 Spoj roev x střešní lať Geometrie 0,78 0,05 0,5.(1 + β c ( λrel 0,) + λrel 0,5.(1 + 0,(0,74 0,) + 0,74 ) c 0, N c 1 1 0,78 λ, rel, 0,74 0,97 max 8,6.10 0, 4, 6Pa A 0,0196 0, 0, 1 4,6 0, 0,97.14,5 ČKAIT AGEL, ) 8

29 Zatížení Zatížení smem: V 0, N Zatížení sáním větru: V 0,4 N Návrh Ocelový hřebí: napětí na mei pevnosti: u 600 Pa Návrh průřeu: hřebí 4 m l100 mm Tloušť: t 1 40 m t 60 mm(éla aražení hřebíu) Posouení Posouení smu ( V max V 0, N, jenostřižný spoj): Charateristicá únosnost spojů olíového tpu jenostřižný spoj: Plasticý moment únosnosti spoj. prostřeu: Pevnost v otlačení ve řevě:,6, R 0, u 0, 144Nm ČKAIT AGEL 0,08ρ 0, h 18, 9 h1 18,9 Součinitel β: β 1, 0 18,9 h Pa 9

30 Charateristicá únosnost jenoho spojovacího prostřeu: Výpočet bl proveen v tabulovém procesoru S Excel Návrhová únosnost celého spoje: Posouení: t 1 0,040 m t 0,060 m 0,004 m u 600 Pa h1 18,90 Pa h 18,90 Pa β 1,000,R 6,991E 05 Nm ρ 50,000 Jenostřih F vr F vr 1,865 a) V F b) c) ) e) ) F n γ (N),09 4,54 1,865,701,847 5,79 1,865 vr vr 1 1, 4 1, max F vr 0,N < 1,4N SPOJ VYHOVUJE! Posouení tah: ( Vmax V 0,4 N, jenostřižný spoj): ČKAIT AGEL N Charateristicá únosnost hřebíu osově atíženého: F axr ax, ax t p en t + hea, h 0

31 Pevnost na vtažení: Pevnost na protažení hlavič: 6 6 ax, 0.10 ρ , hea, ρ , 57 Pa Pa Charateristicá únosnost hřebíu osově atíženého: Návrhová únosnost celého spoje: Posouení: Posouení tah a sm současně: Pomína spolehlivosti: F t, ,588N 0,, ,57.8 0,646N ax, p en axr 588 axt + hea, h F F axe axr V 0,8 < 1 F 0,4 0,45 0,8 F n γ 0,588 axr axr 1 0, 45 1, max F vr 0,4N < 0,45N SPOJ VYHOVUJE! F + F ve vr 0, + 1,4 1 1 SPOJ VYHOVUJE! ČKAIT AGEL N N 1

32 .8 Tesařsý spoj páse x sloupe oboustranné apuštění Geometrie Zatížení Normálová síla v pásu: N 1 86, N S 1 4,15N S 4,15 N S 1h S1. cos α 4,15.cos 45 0,51 N ČKAIT AGEL

33 Posouení Posouení na otlačení šimo na vlána čelní apuštění Pomína spolehlivosti: Návrhová pevnost v tlau po úhlem vlánům( pro,5 ): α, α, 0, 14,5 α, 6, 99Pa 0, 14,5 α α.sin + cos.0, ,85 1,7 90, Napětí v tlau (N cmax S 1 4,15 N) ( α / ) N c max cos 4, ,85, 6, 54Pa b. t 0,04.0,14 α Posouení: Posouení na sm Pomína spolehlivosti: v α, α, 6,54Pa < 6,99Pa τ v, S1 h 0,51.10 τ 0, 181Pa l. b 1,.0,14 v. γ 0,9.4,0 mo v v, 76 1, 0,181Pa, 76Pa Pa ČKAIT AGEL

34 Posouení na otlačení šimo na vlána patní apuštění Pomína spolehlivosti: α, α, Návrhová pevnost v tlau po úhlem vlánům( pro 45 ): 0, 14,5 α,, 1Pa 0, 14,5 α α.sin + cos.0,5 + 0,5 1,7 90, Napětí v tlau (N cmax S 1 4,15 N) ( α ) N c max cos 4, ,5,, 08Pa b. t 0,05.0,14 α Posouení: Posouení na sm Pomína spolehlivosti: v α, α,,08pa < 1,1Pa τ v, S1 h 0,51.10 τ 0, 16Pa l. b 1,4.0,14 v. γ 0,9.4,0 mo v v, 76 1, 0,16Pa, 76Pa Pa ČKAIT AGEL Ponáma: Oboustranné apuštění oslabí průře sloupu e 140x140 na 40x140. Bue potřeba prověřit, jestli je sloupe i naále schopen přenášet atížení. Bue te nutné většit sloupe na roměr 00x00 mm 4

35 .9 Sloupe Vnitřní síl Normálové síl Návrh Dřevěný prve třía C4 (S10), mo 0,9; γ 1, Návrh průřeu: 00x00 mm (100x00 mm) Plocha: Poloměr setrvačnosti: Posouení Posouení vpěrného tlau (N cmax 100,6 N): A h. b 0,1.0, 0,0m I i 0, 08m A Pomína spolehlivosti: 1 Návrhová pevnost v tlau: 0, c,. mo 1.0,9 0, 14, 5Pa γ 1, Účinná éla(prostý nosní): le 1,0l tužení 1,0.,55, 55m 1 Součinitel vpěrnosti: + λ Ke: ČKAIT AGEL rel, 5

36 le,55 Štíhlostní poměr v ose větší tuhosti.: λ 86, 56 i 0,011 λ 0, 86,56 1 Relativní štíhlost: λrel, 1, 4 π E π 7800 Součinitel: 0,5.(1 + 0,(1,4 0,) + 1,4 ) 1,64 0,05 0,5.(1 + β c ( λrel 0,) + λrel 1 c + λrel, Součinitel vpěrnosti: 1 1,64 + 1,64 1,4 Napětí v tlau (N cmax 100,6 N) Posouení: N c, 0,41 max 100,6.10 0, 5, 0Pa A 0,0 0, 0,84 < 1 5,0 0,84 0,41.14,5 ČKAIT AGEL, ) 6