TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

Transkript

1 1 TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE Katedra ocelových a dřevěných konstrukcí Obsah přednášek 2 Stabilita stěn, nosníky třídy 4. Tenkostěnné za studena tvarované profily. Spřažené ocelobetonové spojité nosníky, ocelobetonové sloupy. Trubkové konstrukce - výpočetní odlišnosti, konstrukční řešení. Stabilita prutů a prutových soustav. 1

2 3 Trubkové konstrukce Výpočetní odlišnosti, konstrukční řešení. Trubkové konstrukce 4 2

3 Inspirace přírodou tlak,kroucení, ohyb 5 stébla trávy bambus Výhody, nevýhody 6 Výhody tlačené pruty tuhost v kroucení nižší nátěrová plocha Nevýhody větší cena někdy komplikovanější přípoje 3

4 Výroba bezešvých trubek 7 Princip kosého válcování trubek Schéma válcování na poutnické stolici Válcování trubek 8 Válcování čtverhranných trubek 4

5 Svařování trubek 9 Spirálově svařované trubky 10 5

6 Profily 11 trubky, t 2,5 mm z z bezešvé svařované y t d normy obsahující výpočtové postupy: t r b b y t r b h EN vzpěr EN styčníky, svary, uvažování excentricit EN Ocelové skořepiny (štíhlé průřezy) EN Potrubí Globální analýza 12 rovinné příhradoviny rovinný vazník styky lze považovat za kloubové přesněji - průběžné pásy 6

7 Globální analýza 13 momenty ze spojitosti běžně zanedbatelné z excentricit tlačený pás (rozdělit podle I/L) 0,55de0,25d tažený pás (lze zanedbat při ) Globální analýza 14 rovinné příhradoviny vzpěrné délky L vzdálenost držení pásy: L cr = 0,9 L (z roviny i v rovině) vnitřní pruty: L cr = 0,75 L (z roviny i v rovině pokud β 0,6) uzavřený průřez o dva řády tužší v kroucení nelze použít např. pro vnitřní prut připojený na styčníkový plech (montážní přípoj) vždy lze použít stabilitní výpočet 7

8 Klopení 15 Únosnost v ohybu při klopení: Štíhlost: kde: M = W f b,rd LT y y M1 W y =W pl,y pro třídu 1 a 2 průřezu; W y =W el,y pro třídu 3 průřezu; W y =W eff,y pro třídu 4 průřezu. LT = Wyfy Mcr závisí na tvaru momentu EI EI EI GI M =C GI + C L L L z ω z t cr 1 2 t Klopení 16 ke klopení nedochází při LT 0,4 t h > b b h b-t h-t L/(h-t) S235 S275 S355 S460 0,5 73,7 63,0 48,8 37,7 0,6 93,1 79,5 61,6 47,5 0,7 112,5 96,2 74,5 57,5 0,8 132,0 112,8 87,4 67,4 09 0,9 151,3 129,3 100,2 77,3 1,0 170,6 145,8 112,9 87,2 8

9 Koutové svary 17 běžně se navrhují dle únosnosti profilu aw f f y M0 geometrie: mezera mezi výplňovými pruty g (t 1 + t 2 ) w w u M2 w 2 a 0,92 t... S235 a 1,11 t... S355 překrytí q ¼ p t Svary 18 Příprava profilů (zde i s úkosy) 9

10 Únosnost styčníků 19 styčníky omezuje se únosnost výplňových trubek porušení povrchu pásu (prolomení pásu) porušení smykem obecně: N i,ed N i,rd Únosnost styčníků 20 platnost návrhových postupů (0-pás, i-výplňový prut) 02 0,2 d d 1,0 10 i 10 d t d t 50 i i o

11 Porušení povrchu pásu 21 proměnné: f 2 y0, t 02, napětí v pásu ve styčníku NpEd, M0, Ed ped, A W n úhel θ 0 el,0 typ a geometrie styčníku d ; d d d0 2d0 p f y p, Ed M ,0 Porušení smykem 22 K, N a KT s mezerou TYaX T, d d 2 t i 0 0 fy N 0 t d 3 1 sini 2 2sin ird, 0 i M5 i M5 1,0 11

12 23 Trubkové konstrukce Typické detaily Velké soustředěné síly (reakce ) 24 12

13 Přípoje vazníku na sloup 25 v řadě případů nezanedbatelné excentricity (zejména do přípoje) Montážní přípoje pásu M páčení šroubů 13

14 Páčení šroubů 27 u spojů s taženými šrouby závisí na tloušťkách spojovaných plechů Páčení šroubů 28 zjednodušený postup (vychází z ČSN) zvětšení síly ve šroubu o sílu Q 2 bd te 4,3 3 a t t e páčení nenastane t < t e F t = γ p F t t 10,005 e p 2 d

15 Páčení šroubů 29 postup podle Eurokódu stykované plechy lokální namáhání v místech šroubů vznik plastických liniových kloubů Posuzuje se T-průřez (deska + stojina + 2 šrouby) Únosnost plechu: M pl,rd = W pl f yd =1/4 eff l t 2 f yd eff l délka liniového kloubu Páčení šroubů 30 postup podle Eurokódu způsob porušení způsob 3) není výhodný 15

16 Páčení šroubů 31 Svarové nastavení 32 stejný vnější průměr různé průměry trubky t30 mm; t t>30 mm; t 1,41t N d d f d yd

17 Šroubové přípoje 33 Šroubové přípoje 34 17

18 Šroubové přípoje 35 Příčné zatížení 36 18

19 Přípoje vaznic 37 Momentové přípoje 38 19

20 Přípoje na sloup z uzavřeného profilu 39 Přípoje na sloup z uzavřeného profilu 40 20

21 Přípoje na sloup z uzavřeného profilu 41 Kulové styčníky 42 21

22 Styčník prutového systému Mero 43 Šrouby do uzavřených profilů 44 22

23 45 Trubkové konstrukce Příklady konstrukcí Fasády 46 Karlsruhe, Německo Borkum, Německo 23

24 Příhradové vazníky 47 Letištní haly 48 Stuttgart, Německo Osaka, Japonsko 24

25 Letištní haly 49 Letiště Bankok, Thajsko Ruzyně, Terminál 1 Letištní haly 50 Madrid, Španělsko Paříž, Francie 25

26 Kopule 51 Stadión - Olympiáda Athény 52 26

27 Zatahovací střecha - Toronto, Kanada 53 Těžní plošiny 54 27

28 Stožáry a věže 55 Bariéry 56 28

29 Mýtné brány 57 Jeřáby a další 58 29

30 Lávky 59 Kočičí oči (D8 - Trmice) Mosty, lávky 60 Forth Bridge,Edinburgh, Velká Británie (1980) Ribshorster Bridge, Německo 30