VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ 02 STATICKÝ VÝPOČET

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV KOVOVÝCH A DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF METAL AND TIMBER STRUCTURES 02 STATICKÝ VÝPOČET BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR Nikola Rusoňová Ing. STANISLAV BUCHTA BRNO

2 OBSAH: 1 ZÁKLADNÍ INFORMACE O KONSTRUKCI ZATÍŽENÍ Stálé zatížení ZS 1 Vlastní tíha konstrukce ZS 2 Ostatní stálé Proměnné Sníh Zatížení sněhem na střeše: ZS 3 Sníh rovnoměrný celý ZS 4 Sníh rovnoměrný + poloviční ZS 5 Sníh navátý válcové střechy Vítr ZS 6 Vítr příčný - zatížení větrem na střechu ZS 7 Vítr podélný - zatížení větrem na střechu KOMBINACE ZATĚŽOVACÍCH STAVŮ Výpis zatěžovacích stavů Kombinace Mezní stav únosnosti Mezní stav použitelnosti Výpočet zatížení Vnitřní síly na konstrukci Mezní stav únosnosti Mezní stav použitelnosti Normálové síly N Posouvající síly Vy Posouvající síly Vz Ohybový moment Mx Ohybový moment My Ohybový moment Mz Deformace na prutu uz Deformace konstrukce

3 4 POPIS KONSTRUKCE POSOUZENÍ PRVKŮ Vaznice posudek na šikmý ohyb Charakteristické hodnoty Geometrické schéma Mezní stav únosnosti (I. MS) Mezní stav použitelnosti (II. MS) Posouzení vazníku Charakteristické hodnoty Geometrické schéma Posouzení nosníku v obloukové části Posouzení nosníku na tah kolmo k vláknům Vzpěr a klopení V rovině vazníku Z roviny vazníku Posouzení na kombinaci vzpěru s ohybem Posouzení na klopení v kombinaci s tlakem Smykové napětí Kombinace tahu kolmo k vláknům a smyku Posouzení na kroucení Posouzení na průhyb KOTEVNÍ SPOJE Posouzení připojení vazníku na ŽB patku ložisko v podpoře vazníku Reakce Posouzení na smyk Posouzení na ohyb Posouzení únosnosti Posouzení kombinace ohybu a smyku Posouzení únosnosti plechu a čepu v otlačení Namáhání betonu pod ložiskem Kombinace maximálního tlaku a maximálního momentu Posouzení kotev Posouzení svislých patních plechů

4 Posouzení na vzpěrnou únosnost Posouzení na kombinaci vzpěru s ohybem Posouzení tloušťky patní desky Posouzení přípoje dřevěného vazníku k ložisku Posouzení plechu Posouzení smykového napětí Posouzení vlivu excentricity MONTÁŽNÍ SPOJE Posouzení středního plechu vzdorující posouvající síle Posouzení spoje vaznic s vazníkem ZTUŽIDLA Umístění ztužidel v konstrukci Zatížení ztužidel Zatěžovací stavy Mezní stav únosnosti Vnitřní síly Deformace konstrukce Návrh ztužidel Posouzení ztužidel Posouzení svaru plechů POSOUZENÍ STĚNY Stěna zatížení větrem Materiálové charakteristiky zdiva Posouzení vyztužených stěn ÚDAJE NA ZÁKLADY Reakce přenášené do ŽB patky

5 1 ZÁKLADNÍ INFORMACE O KONSTRUKCI Předmětem bakalářské práce je nosná konstrukce zastřešení víceúčelové haly v Brně. Zastřešení je navrženo na půdorysné rozměry 40 x 42 m. Základní nosná konstrukce se stává z lepených vazníků s vaznicemi. Příčná ztužidla zajišťují tuhost konstrukce. Statický výpočet byl vypracován v souladu s těmito standardy: ČSN EN : Eurokód 1: Zatížení konstrukcí Část 1-1: Obecná zatížení Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb ČSN EN : Eurokód 1: Zatížení konstrukcí Část 1-1: Obecná zatížení Zatížení sněhem ČSN EN : Eurokód 1: Zatížení konstrukcí Část 1-1: Obecná zatížení Zatížení větrem ČSN EN : Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby ČSN EN : Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí Část 1-8: Navrhování styčníků ČSN EN 1990: Eurokód 1: Zásady navrhování konstrukcí ČSN EN : Eurokód 6: Navrhování zděných konstrukcí Část 1-1: Obecná pravidla pro vyztužené a nevyztužené zděné konstrukce 4

6 PROSTOROVÝ GRAFICKÝ MODEL 5

7 2.1 Stálé zatížení 2 ZATÍŽENÍ ZS 1 Vlastní tíha konstrukce (vygenerováno v programu SCIA Engineer) ZS 2 Ostatní stálé a) Střešní plášť - střešní krytina RHEINZINK (titanzinek), tl. 0,8mm; QUICK STEP 7,2 g/cm 3 - střešní lať tl. 40x60 mm; 370 kg/m 3 (C16) - kontralatě tl. 60x60 mm; 370 kg/m 3 (C16) - difúzní fólie FOLSTER; 120 g/m 2 - tepelná izolace ROCKWOOL-Airrock LD; tl. 220mm (40+180); 1,0 KN/m 3 - parotěsná zábrana (fólie) AlfaFOL 110 NST; 110 g/m 3 - bednění tl. 24 mm; dl. 5m (prkna šířky 150mm); 400 kg/m 3 - (smrkové dřevo) Celkem: 6

8 b) spojovací prostředky, osvětlení, klimatizace => 5% z celkového zatížení a) 2.2 Proměnné Sníh Lokalita: Brno - Sněhová oblast I. - Charakteristická hodnota zatížení sněhem na zemi - Součinitel tepla - Součinitel okolního prostředí (typ krajiny otevřená) - Tvarový součinitel μi (pro 30 α= na celém plášti) Zatížení sněhem na střeše: ZS 3 Sníh rovnoměrný celý 7

9 ZS 4 Sníh rovnoměrný + poloviční ZS 5 Sníh navátý válcové střechy Úhel válcové střechy 8

10 2.2.2 Vítr Lokalita: Brno Větrová oblast II. - Výchozí základní rychlost větru - Součinitel směru větru a součinitel ročního období - Součinitel orografie ( ) - Kategorie terénu II - Parametr drsnosti terénu - Minimální výška - Maximální výška - Součinitel turbulence - Měrná hmotnost vzduchu 1. Základní rychlost větru 2. Střední rychlost větru vm(z) ve výšce z, nad terénem ( ) ( ) ( ) ( ) 9

11 3. Součinitel drsnosti terénu ( ) ( ) ( ) 4. Součinitel terénu ( ) ( ) 5. Intenzita turbulence ve výšce ( ) ( ) ( ) ( ) 6. Maximální dynamický tlak ( ) [ ( )] ( ) [ ] ( ) 7. Základní dynamický tlak větru 8. Součinitel expozice ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) 2,29 Zatížení větrem: ( ) ( ) ZS 6 Vítr příčný - zatížení větrem na střechu 10

12 Pásmo A - Součinitel vnějšího tlaku ( ) ( ) Pásmo B - Součinitel vnějšího tlaku ( ) ( ) ( ) Pásmo C - Součinitel vnějšího tlaku ( ) ( ) ( ) ZS 7 Vítr podélný - zatížení větrem na střechu ( ) ( ) Pásmo F - Součinitel vnějšího tlaku ( ) ( ) ( ) 11

13 Pásmo G - Součinitel vnějšího tlaku ( ) ( ) ( ) Pásmo H - Součinitel vnějšího tlaku ( ) ( ) ( ) Pásmo I - Součinitel vnějšího tlaku ( ) ( ) ( ) 3 KOMBINACE ZATĚŽOVACÍCH STAVŮ 3.1 Výpis zatěžovacích stavů ZS 1 Vlastní tíha konstrukce ZS 2 Ostatní stálé ZS 3 Sníh rovnoměrný celý ZS 4 Sníh rovnoměrný + poloviční ZS 5 Sníh navátý válcové střechy ZS 6 Sníh příčný zatížení větrem na střechu ZS 7 Vítr podélný zatížení větrem na střechu 3.2 Kombinace dílčí součinitel bezpečnosti pro stálé zatížení dílčí součinitel bezpečnosti pro nahodilé zatížení součinitel kombinací pro pozemní stavby 12

14 3.3 Mezní stav únosnosti 3.4 Mezní stav použitelnosti 13

15 3.5 Výpočet zatížení Hodnota zatížení je brána pro nejnepříznivější účinek. Zatížení je přepočítáno dle úhlu daného styčníku, do kterého se zatížení přenáší, zatěžovací délkou daného úseku a působí kolmo na rovinu střechy. (viz tabulky) Geometrické schéma (hala je symetrická) Zatěžovací stavy 14

16 ZS 2 Ostatní stálé vaznice svisle vodorovně svisle vodorovně délka zatížení úhel cos α sin α gk gk gk gk úseku [m] gk α [ ] [KN/m²] [KN/m²] [KN/m] [KN/m] 1 1,583 0, ,695 0,719 0,337 0,349 0,533 0, ,1 0, ,719 0,695 0,349 0,337 0,384 0, ,1 0, ,743 0,669 0,360 0,325 0,396 0, ,1 0, ,777 0,629 0,377 0,305 0,415 0, ,1 0, ,799 0,602 0,387 0,292 0,426 0, ,1 0, ,819 0,574 0,397 0,278 0,437 0, ,1 0, ,848 0,530 0,411 0,257 0,452 0, ,1 0, ,866 0,500 0,420 0,243 0,462 0, ,1 0, ,883 0,469 0,428 0,228 0,471 0, ,1 0, ,906 0,423 0,440 0,205 0,484 0, ,1 0, ,921 0,391 0,446 0,190 0,491 0, ,1 0, ,934 0,358 0,453 0,174 0,498 0, ,1 0, ,946 0,326 0,459 0,158 0,504 0, ,1 0, ,961 0,276 0,466 0,134 0,513 0, ,1 0, ,970 0,242 0,471 0,117 0,518 0, ,1 0, ,978 0,208 0,474 0,101 0,522 0, ,1 0, ,988 0,156 0,479 0,076 0,527 0, ,1 0, ,993 0,122 0,481 0,059 0,530 0, ,1 0, ,996 0,087 0,483 0,042 0,531 0, ,1 0, ,999 0,035 0,485 0,017 0,533 0, ,1 0, ,000 0,000 0,485 0,000 0,534 0,000 15

17 ZS 3 Sníh rovnoměrný celý vaznice délka úseku [m] zatížení sk úhel α [ ] cos α sin α svisle vodorovně svisle vodorovně sk sk sk sk [KN/m] [KN/m²] [KN/m²] [KN/m] 1 1,583 0, ,695 0,719 0,216 0,224 0,342 0, ,1 0, ,719 0,695 0,232 0,224 0,255 0, ,1 0, ,743 0,669 0,247 0,223 0,272 0, ,1 0, ,777 0,629 0,271 0,219 0,298 0, ,1 0, ,799 0,602 0,286 0,215 0,314 0, ,1 0, ,819 0,574 0,301 0,210 0,331 0, ,1 0, ,848 0,530 0,322 0,201 0,354 0, ,1 0, ,866 0,500 0,336 0,194 0,370 0, ,1 0, ,883 0,469 0,349 0,186 0,384 0, ,1 0, ,906 0,423 0,368 0,172 0,405 0, ,1 0, ,921 0,391 0,380 0,161 0,418 0, ,1 0, ,934 0,358 0,390 0,150 0,430 0, ,1 0, ,946 0,326 0,401 0,138 0,441 0, ,1 0, ,961 0,276 0,414 0,119 0,455 0, ,1 0, ,970 0,242 0,422 0,105 0,464 0, ,1 0, ,978 0,208 0,429 0,091 0,471 0, ,1 0, ,988 0,156 0,437 0,069 0,481 0, ,1 0, ,993 0,122 0,441 0,054 0,485 0, ,1 0, ,996 0,087 0,445 0,039 0,489 0, ,1 0, ,999 0,035 0,447 0,016 0,492 0, ,1 0, ,000 0,000 0,448 0,000 0,493 0,000 16

18 ZS 4 Sníh rovnoměrný + poloviční vaznice délka úseku [m] zatížení sk úhel α [ ] cos α sin α svisle vodorovně svisle vodorovně sk sk sk sk [KN/m] [KN/m²] [KN/m²] [KN/m] 1 1,583 0, ,695 0,719 0,216 0,224 0,342 0, ,1 0, ,719 0,695 0,232 0,224 0,255 0, ,1 0, ,743 0,669 0,247 0,223 0,272 0, ,1 0, ,777 0,629 0,271 0,219 0,298 0, ,1 0, ,799 0,602 0,286 0,215 0,314 0, ,1 0, ,819 0,574 0,301 0,210 0,331 0, ,1 0, ,848 0,530 0,322 0,201 0,354 0, ,1 0, ,866 0,500 0,336 0,194 0,370 0, ,1 0, ,883 0,469 0,349 0,186 0,384 0, ,1 0, ,906 0,423 0,368 0,172 0,405 0, ,1 0, ,921 0,391 0,380 0,161 0,418 0, ,1 0, ,934 0,358 0,390 0,150 0,430 0, ,1 0, ,946 0,326 0,401 0,138 0,441 0, ,1 0, ,961 0,276 0,414 0,119 0,455 0, ,1 0, ,970 0,242 0,422 0,105 0,464 0, ,1 0, ,978 0,208 0,429 0,091 0,471 0, ,1 0, ,988 0,156 0,437 0,069 0,481 0, ,1 0, ,993 0,122 0,441 0,054 0,485 0, ,1 0, ,996 0,087 0,445 0,039 0,489 0, ,1 0, ,999 0,035 0,447 0,016 0,492 0, ,1 0, ,000 0,000 0,448 0,000 0,493 0,000 17

19 ZS 4 Sníh rovnoměrný + poloviční svisle délka zatížení úhel vodorovně svisle vodorovně vaznice cos α sin α sk sk sk sk úseku [m] sk α [ ] [KN/m²] [KN/m²] [KN/m] [KN/m] 22 1,1 0, ,000 0,000 0,224 0,000 0,246 0, ,1 0, ,999 0,035 0,224 0,008 0,246 0, ,1 0, ,996 0,087 0,222 0,019 0,245 0, ,1 0, ,993 0,122 0,221 0,027 0,243 0, ,1 0, ,988 0,156 0,219 0,035 0,240 0, ,1 0, ,978 0,208 0,214 0,046 0,236 0, ,1 0, ,970 0,242 0,211 0,053 0,232 0, ,1 0, ,961 0,276 0,207 0,059 0,228 0, ,1 0, ,946 0,326 0,200 0,069 0,220 0, ,1 0, ,934 0,358 0,195 0,075 0,215 0, ,1 0, ,921 0,391 0,190 0,081 0,209 0, ,1 0, ,906 0,423 0,184 0,086 0,202 0, ,1 0, ,883 0,469 0,175 0,093 0,192 0, ,1 0, ,866 0,500 0,168 0,097 0,185 0, ,1 0, ,848 0,530 0,161 0,101 0,177 0, ,1 0, ,819 0,574 0,150 0,105 0,165 0, ,1 0, ,799 0,602 0,143 0,108 0,157 0, ,1 0, ,777 0,629 0,135 0,110 0,149 0, ,1 0, ,743 0,669 0,124 0,111 0,136 0, ,1 0, ,719 0,695 0,116 0,112 0,127 0, ,583 0, ,695 0,719 0,108 0,112 0,171 0,177 18

20 ZS 5 Sníh navátý válcové střechy vaznice svisle délka zatížení úhel vodorovně svisle vodorovně cos α sin α sk úseku [m] sk α [ ] sk sk sk [KN/m²] [KN/m²] [KN/m] [KN/m] 1 1,583 1, ,695 0,719 0,540 0,560 0,856 0, ,1 1, ,719 0,695 0,580 0,560 0,637 0, ,1 1, ,743 0,669 0,619 0,557 0,680 0, ,1 1, ,777 0,629 0,676 0,548 0,744 0, ,1 1, ,799 0,602 0,714 0,538 0,786 0, ,1 1, ,819 0,574 0,752 0,526 0,827 0, ,1 1, ,848 0,530 0,805 0,503 0,886 0, ,1 1, ,866 0,500 0,840 0,485 0,924 0, ,1 1, ,883 0,469 0,873 0,464 0,960 0, ,1 1, ,906 0,423 0,920 0,429 1,012 0, ,1 1, ,921 0,391 0,949 0,403 1,044 0, ,1 1, ,934 0,358 0,976 0,375 1,074 0, ,1 1, ,946 0,326 1,001 0,345 1,101 0, ,1 1, ,961 0,276 1,035 0,297 1,138 0, ,1 1, ,970 0,242 1,054 0,263 1,160 0, ,1 1, ,978 0,208 1,072 0,228 1,179 0, ,1 1,12 9 0,988 0,156 1,093 0,173 1,202 0, ,1 1,12 7 0,993 0,122 1,103 0,135 1,214 0, ,1 1,12 5 0,996 0,087 1,111 0,097 1,223 0, ,1 1,12 2 0,999 0,035 1,119 0,039 1,230 0, ,1 1,12 0 1,000 0,000 1,120 0,000 1,232 0,000 19

21 ZS 5 Sníh navátý válcové střechy vaznice délka úseku [m] zatížení sk úhel α [ ] cos α sin α svisle vodorovně svisle vodorovně sk sk sk sk [KN/m] [KN/m²] [KN/m²] [KN/m] 22 1,1 0,56 0 1,000 0,000 0,560 0,000 0,616 0, ,1 0,56 2 0,999 0,035 0,559 0,020 0,615 0, ,1 0,56 5 0,996 0,087 0,556 0,049 0,611 0, ,1 0,56 7 0,993 0,122 0,552 0,068 0,607 0, ,1 0,56 9 0,988 0,156 0,546 0,087 0,601 0, ,1 0, ,978 0,208 0,536 0,114 0,589 0, ,1 0, ,970 0,242 0,527 0,131 0,580 0, ,1 0, ,961 0,276 0,517 0,148 0,569 0, ,1 0, ,946 0,326 0,501 0,172 0,551 0, ,1 0, ,934 0,358 0,488 0,187 0,537 0, ,1 0, ,921 0,391 0,475 0,201 0,522 0, ,1 0, ,906 0,423 0,460 0,214 0,506 0, ,1 0, ,883 0,469 0,437 0,232 0,480 0, ,1 0, ,866 0,500 0,420 0,242 0,462 0, ,1 0, ,848 0,530 0,403 0,252 0,443 0, ,1 0, ,819 0,574 0,376 0,263 0,413 0, ,1 0, ,799 0,602 0,357 0,269 0,393 0, ,1 0, ,777 0,629 0,338 0,274 0,372 0, ,1 0, ,743 0,669 0,309 0,278 0,340 0, ,1 0, ,719 0,695 0,290 0,280 0,319 0, ,583 0, ,695 0,719 0,270 0,280 0,428 0,443 20

22 ZS 6 Vítr příčný zatížení větrem na střechu vaznice délka úseku [m] zatížení wz(f) wk [KN/m] 1 1,583 0,208 0, ,1 0,208 0, ,1 0,208 0, ,1 0,208 0, ,1 0,208 0, ,1 0,208 0, ,1 0,208 0, ,1 0,208 0, ,1 0,208 0, ,1 0,208 0, ,1 0,208 0, ,1-0,822-0, ,1-0,822-0, ,1-0,822-0, ,1-0,822-0, ,1-0,822-0, ,1-0,822-0, ,1-0,822-0, ,1-0,822-0, ,1-0,822-0, ,1-0,822-0,904 21

23 ZS 7 Vítr podélný zatížení větrem na střechu vaznice délka úseku [m] zatížení wz(f) wk [KN/m²] wk [KN/m] 1 1,583-1,19-1,884-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1, ,1-1,19-1,309-1,309 22

24 3.6 Vnitřní síly na konstrukci Mezní stav únosnosti Mezní stav použitelnosti 23

25 3.6.3 Normálové síly N Posouvající síly Vy Posouvající síly Vz 24

26 3.6.6 Ohybový moment Mx Ohybový moment My Ohybový moment Mz 25

27 3.6.9 Deformace na prutu uz Deformace konstrukce 26

28 4 POPIS KONSTRUKCE Nosná konstrukce zastřešení víceúčelové haly v Brně je navržena z lepeného lamelového dřeva třídy GL24h. Střešní konstrukce se stává z obloukových vazníků o rozpětí 40 m. Maximální sklon je 48. Výška vazníku uprostřed je 9 m. Vazník je po obou stranách kotven do železobetonových patek z betonu C30/35, jako kloubová neposuvná podpora a kloubová posuvná podpora pomocí čepového ložiska z oceli S 355. Z důvodu ulehčení přepravy vazníku na staveniště, je rozdělen na tři části pomocí montážních spojů. Zatížení je do vazníku přenášeno pomocí vaznic z rostlého dřeva, třídy C20, které jsou uloženy jako prosté nosníky, kloubově uloženy. Prostorovou tuhost zajišťují ztužidla, kruhového průřezu, v podélném směru. 27

29 5 POSOUZENÍ PRVKŮ 5.1 Vaznice posudek na šikmý ohyb Charakteristické hodnoty Charakteristické hodnoty pevnosti a tuhosti v N/mm 2 a charakteristické hodnoty hustoty v kg/m 3 (pro konstrukční dřevo - topol a jehličnaté dřeviny) Třída pevnosti konstrukčního dřeva C 20 Pevnost v ohybu Pevnost v tahu - rovnoběžně s vlákny - kolmo k vláknům Pevnost v tlaku - rovnoběžně s vlákny - kolmo k vláknům Pevnost ve smyku Modul pružnosti Modul pružnosti ve smyku Hustota Průměrná hodnota hustota Geometrické schéma Sklon vazníku 46 Zatěžovací šířka 1100 mm Třída vlhkosti dřeva I Dřevo třídy SI Sněhová oblast I 28

30 5.1.3 Zatížení 1. Stálé ( ) ( ) Krytina 1,35 0,086 Latě + kontralatě 1,35 0,033 Difúzní fólie 1,35 0,002 Tepelná izolace 1,35 0,327 Parotěsná zábrana 1,35 0,002 Bednění 1,35 0, Nahodilé - Sníh - Vítr ( ) ( ) - Soustředné zatížení Mezní stav únosnosti (I. MS) Návrhové hodnoty ohybových momentů k hlavním osám průřezu 29

31 Kombinační hodnoty ohybových momentů: (nejnepříznivější kombinace) dílčí součinitel bezpečnosti pro stálé zatížení dílčí součinitel bezpečnosti pro nahodilé zatížení součinitel kombinací pro pozemní stavby 30

32 Návrhová pevnost za ohybu dílčí součinitel vlastnosti materiálu pro rostlé dřevo modifikační součinitel pro třídu vlhkosti a trvání zatížení Průřezový modul 160/140 Návrhové napětí za ohybu k hlavním osám Podmínka pro mezní stav únosnosti tvarový součinitel pro obdélníkový průřez Využití průřezu je Využití průřezu je 31

33 5.1.4 Mezní stav použitelnosti (II. MS) Složky zatížení do hlavních os průřezu Posouzení mezního průhybu Modul setrvačnosti 1. Průhyb od stálého zatížení 32

34 2. Průhyb od nahodilého zatížení (sníh) 3. Průhyb od nahodilého zatížení (vítr) 4. Průhyb od nahodilého zatížení (břemeno) 33

35 Skutečný průhyb vaznice součinitel kombinací pro pozemní stavby Využití průřezu je 34

36 5.2 Posouzení vazníku Charakteristické hodnoty Charakteristické hodnoty pevnosti a tuhosti v N/mm 2 a charakteristické hodnoty hustoty v kg/m 3 (pro homogenní lepené lamelové dřevo) Třída pevnosti lepeného lamelového dřeva GL 24h Pevnost v ohybu Pevnost v tahu - rovnoběžně s vlákny - kolmo k vláknům Pevnost v tlaku - rovnoběžně s vlákny - kolmo k vláknům Pevnost ve smyku Modul pružnosti Modul pružnosti ve smyku Hustota dílčí součinitel pro lepené lamelové dřevo Třída provozu 3 35

37 5.2.2 Geometrické schéma tloušťka lamel s ohledem na poloměr Průřezové charakteristiky Návrhové pevnosti Pevnost v ohybu Pevnost v tahu - rovnoběžně s vlákny - kolmo k vláknům 36

38 Pevnost v tlaku - rovnoběžně s vlákny - kolmo k vláknům Pevnost ve smyku Posouzení nosníku v obloukové části - návrhový ohybový moment ve vrcholu Vliv zakřivení vazníku v obloukové části ( ) ( ) ( ) posuzujeme ve vrcholové části 37

39 ( ) ( ) ( ) Pro zakřivené a vyklenuté nosníky se má uvažovat takto Nosník na ohyb vyhovuje Využití průřezu je Posouzení nosníku na tah kolmo k vláknům - návrhový ohybový moment ve vrcholu ( ) ( ) ( ) ( ) 38

40 Pro referenční objem a objem vrcholové oblasti V ( ) ( ) Stanovení součinitele objemu ( ) ( ) pro zakřivené nosníky Nosník na tah kolmo k vláknům vyhovuje Využití průřezu je Vzpěr a klopení Ověření vzpěru Ověření klopení V rovině vazníku délka poloviny střednice vazníku součinitel vzpěrné délky 39

41 Kritická štíhlost kritická štíhlost Poměrná štíhlost Součinitel vzpěrnosti pro lepené lamelové dřevo a LVL [ ( ) ] [ ( ) ] - návrhová osová síla Nosník vyhovuje, vzpěr nenastane Využití průřezu je 40

42 Z roviny vazníku vzdálenost vazníků Součinitel klopení - Efektivní délka tlačeného pásu Relativní štíhlost Součinitel klopení Nosník vyhovuje, klopení nenastane Využití průřezu je 41

43 5.2.6 Posouzení na kombinaci vzpěru s ohybem - návrhová osová síla Podmínka Nosník na kombinaci vzpěru s ohybem vyhovuje Využití průřezu je Posouzení na klopení v kombinaci s tlakem Nosník na klopení v kombinaci s tlakem vyhovuje Využití průřezu je 42

44 5.2.8 Smykové napětí - návrhová posouvající síla Kombinace tahu kolmo k vláknům a smyku Nosník na smyk v kombinaci s tahem kolmo k vláknům vyhovuje Využití průřezu je Posouzení na kroucení - návrhový ohybový moment 43

45 Posouzení na průhyb - Svislá složka průhybu Čistý průhyb délka střednice Celkový průhyb 44

46 6 KOTEVNÍ SPOJE 6.1 Posouzení připojení vazníku na ŽB patku ložisko v podpoře vazníku Reakce - výsledné reakce Výslednice reakcí na čep Navržená ocel: S 355 mez kluzu oceli pevnost oceli v tahu dílčí součinitel spolehlivosti součinitel při posuzování v otlačení mez kluzu čepu mez pevnosti čepu 45

47 Navržená tloušťka Nutná tloušťka t navrženo: t= 25 mm navrženo: a= 65 mm navrženo: c= 135 mm Posouzení na smyk Návrhová únosnost čepu ve smyku Posouzení na ohyb Návrhová únosnost čepu v ohybu ( ) ( ) 46

48 6.1.4 Posouzení únosnosti Návrhový moment únosnosti Posouzení kombinace ohybu a smyku [ ] [ ] [ ] [ ] Posouzení únosnosti plechu a čepu v otlačení Namáhání betonu pod ložiskem - návrhová osová síla - odpovídajíc moment Kombinace maximálního tlaku a maximálního momentu, 47

49 z grafu závislosti pro určení tlačené části patního plechu Výslednice tlakového obrazce Pro lineární rozložení kontaktního normálového napětí stanovíme maximum. Maximální normálového napětí Beton Beton pod ložiskem vyhovuje 48

50 6.1.8 Posouzení kotev Tahová síla na kotvy (2 kotvy)- předpokládá se přivaření plechu ložiska na plech osazený v betonu. Na jednu kotvu Posouzení svislých patních plechů - návrhová osová síla Prostý tlak v místě oslabení otvorem pro čep ( ) Smyk v místě oslabení - návrhová posouvající síla 49

51 Zastřešení víceúčelové sportovní haly Posouzení na vzpěrnou únosnost Průřezové charakteristiky Poměrná štíhlost Křivka vzpěrnosti Součinitel vzpěrnosti [ ( ) ] [ ( ) ] 50

52 Posouzení na kombinaci vzpěru s ohybem - návrhová osová síla - návrhový ohybový moment ( ) Plech na kombinaci vzpěru s ohybem vyhovuje Využití průřezu je Posouzení tloušťky patní desky 51

53 Posouzení přípoje dřevěného vazníku k ložisku - pomocí vloženého plechu tl. 12 mm a ocelovými kolíky Ø 28 mm - normálová síla je na styku patky vazníku a ložiska přenášena ocelovým patním plechem Posouzení plechu tloušťka plechu 25 mm 52

54 Posouzení smykového napětí Posouzení vlivu excentricity - vzdálenosti osy čepu od těžiště kolíkového spoje na ocelové kolíky Navržené kolíky: Ø 28 mm, ocel S 355 ( ) Únosnost 1 kolíku při 1 střihové ploše (spoj je dvoustřižný) Pevnost v otlačení stěny v otvoru - s předvrtanými otvory hustota dřeva ( ) ( ) dílčí součinitel pro spoje 53

55 Plastický moment únosnosti 1 kolíku Rozhodující návrhová únosnost na 1 střihovou plochu [ ] { } [ ] { } Excentricita centra spoje od osy čepu ( 54

56 Grafické schéma 55

57 7 MONTÁŽNÍ SPOJE 7.1 Posouzení středního plechu vzdorující posouvající síle - vnitřní síly působící v místě styku ( ) Navržené kolíky: Ø 24 mm, ocel S 355 ( ) Únosnost 1 kolíku při 1 střihové ploše (spoj je dvoustřižný) Pevnost v otlačení stěny otvoru - S předvrtanými otvory ( ) ( ) 56

58 dílčí součinitel pro spoje Plastický moment únosnosti 1 kolíku Rozhodující návrhová únosnost na střihovou plochu [ ] { } [ ] { } Návrhová únosnost 1 kolíku (dvoustřižný) Výslednice reakcí 57

59 Posouzení krajních plechů vzdorující normálové síle a momentu 58

60 Grafické schéma Rozmístění montážních spojů na vazníku 59

61 7.2 Posouzení spoje vaznic s vazníkem Spoj vaznic s vazníkem je proveden pomocí úhelníku BeA typ 4 Rozměry: 120x120x160x3 mm s výztuhou (upravený) Navržené kotvící hřebíky: Ø 4 mm, Ø 10 mm, délky 60 mm Pevnost v otlačení stěny otvoru - S nepředvrtanými otvory dílčí součinitel pro spoje Plastický moment únosnosti 1 šroubu pro dle EC5 Návrhová hodnota odolnosti proti vytažení 60

62 Rozhodující návrhová únosnost hřebíku pro jednostřižné spoje { } { } { } { } 61

63 8.1 Umístění ztužidel v konstrukci Zastřešení víceúčelové sportovní haly 8 ZTUŽIDLA 8.2 Zatížení ztužidel 62

64 8.2.1 Zatěžovací stavy Mezní stav únosnosti Vnitřní síly Deformace konstrukce 63

65 8.3 Návrh ztužidel - návrhová osová síla Navrženy ztužidla lanového spojovacího systému Macalloy Modul pružnosti lana pramen 1x19 Maximální zatížení lanového systému Macalloy Systém s koncovkou s upevněným napínákem SF10 Průměr lana Kotvícího spojovací systém SAF10 vidlicová koncovka Styčníkový plech GP16 120x50x15 mm bude přivařen ke styčníkovému plechu o rozměrech 120x280x10 mm Vidlicová koncovka SF10 - viz Příloha 8.4 Posouzení ztužidel Navržené vruty: Ø 10 mm, l= 100 mm, ocel S 355 ( ) Navržený plech: 120x280x3 mm Minimální vzdálenost roztečí 64

66 Posouzení na vytržení vrutů ( ) ( ) Posouzení na střih vrutů - Pro tenkou desku jednostřižně namáhanou ( ) ( ) { } { } 65

67 Posouzení na kombinaci namáhání ( ) ( ) ( ) ( ) Ztužidla na kombinaci namáhání vyhovují Využití průřezu je 8.5 Posouzení svaru plechů účinná tloušťka koutového svaru 66

68 9 POSOUZENÍ STĚNY 9.1 Stěna zatížení větrem Ověření nosné spolehlivosti vyzdívky jednoho z polí štítové stěny haly, která je namáhána kolmým tlakem od větru. Nosnou konstrukci štítové stěny tvoří železobetonový monolitický rošt, který obvodové reakce cihelných vyzdívek polí přenáší do podélných stěn haly, střešního pláště haly a do základů štítové stěny haly. Charakteristické zatížení větrem na štítovou stěnu viz výpočet zatížení Materiálové charakteristiky zdiva Vyzdívka pole je z režného zdiva, s ohledem na trvanlivost a mrazuvzdornost navrhujeme: KLINKER plná lícovka (240/115/71 mm) P60 (pevnost v tlaku 60 MPa) Zdivo bude vyzděno běhounovou vazbou. Spárování zdiva bude provedeno v líci stěny. Kategorie provádění B a kategorie výrobní kontroly zdících prvků I součinitel spolehlivosti zdiva Pevnost zdiva v tlaku Součinitel δ vlivu šířky a výšky zdícího prvku - pro výšku zdícího prvku 71mm a šířku zdícího prvku 115mm 67

69 Pevnost zdícího prvku v tlaku Charakteristická pevnost v tlaku nevyztuženého zdiva Ze zdících prvků skupiny 1 na obyčejnou cementovou maltu MC5 bez podélných maltových spár. Návrhová pevnost zdiva v tlaku Krátkodobý sečnový modul pružnosti Pro maltu MC5 Pevnost zdiva v ohybu Charakteristická pevnost v ohybu při porušení v ložné spáře Návrhová pevnost 68

70 Charakteristická pevnost v ohybu při porušení v rovině kolmé k ložné spáře Návrhová pevnost Při použití běhounové vazby stanovení Charakteristická pevnost v ohybu při porušení zdiva ve zdících prvcích Zdivo se při ohybu poruší ve sparách Posouzení vyztužených stěn Geometrie 69

71 Posouzení Předpoklad klenbového působení stěny mezi bočními podporami. Předpokládá se, že stěna na mezi únosnosti vytvoří trojkloubový oblouk. Vzepětí klenby tloušťka stěny průhyb klenby vlivem kolmého zatížení - u kleneb s poměrem délky L k tloušťce t rovným nejvýše 25, lze předpokládat, že se průhyb rovná nule Poměr délky L k tloušťce t Průhyb není zanedbatelná a je třeba jej při výpočtu vzepětí klenby uvažovat Přibližný výpočet průhybu proužkovou metodou Charakteristické zatížení větrem se rozdělí do svislého a vodorovného směru z předpokladu společného průhybu proužků a z předpokladu, že ve svislém směru má průřez poloviční tuhost, což odpovídá ortogonálnímu poměru pevností v ohybu. Tuhost Soustava rovnic 70

72 Průhyb stěny od větru Vzepětí klenby Maximální tlaková síla v klenbě (na jednotku výšky stěny) Podmínka spolehlivosti průřezu stěny, která přenáší zatížení klenbovým působením ve vodorovném směru Stěna na namáhání větrem vyhovuje 71

73 Grafické schéma 72

74 10 ÚDAJE NA ZÁKLADY 10.1 Reakce přenášené do ŽB patky - výsledné reakce z vazníku Rozměry ŽB patky Půdorys 73

75 Příloha 74

76 Doporučené hodnoty součinitelů vnějšího tlaku c pe pro klenbové střechy s pravoúhlým půdorysem - interpolace Závislost pro určení tlačené části patního plechu 75

77 76

78 77

79 78

80 79