Sylabus přednášek OCELOVÉ KONSTRUKCE. Vzpěrná pevnost skutečného prutu. Obsah přednášky. Únosnost tlačeného prutu. Výsledky zkoušek tlačených prutů

Transkript

1 Sylabus přednášek OCELOVÉ KONSTRUKCE Studijní program: STAVEBNÍ INŽENÝRSTVÍ pro bakalářské studium Kód předmětu: K134OK1 4 kredity (2 + 2), zápočet, zkouška Pro. Ing. František ald, CSc., místnost B Úvod, historie i ocelových konstrukcí, k použití, významné stavby, výroba oceli 2. Vlastnosti oceli, zkoušky materiálu, značení oceli 3. Výroba konstrukcí 4. Spolehlivost konstrukcí, mezní stavy, normy pro navrhování, tah 5. Tlak, vzpěrný tlak 6. Klasiikace průřezů, ohyb, hospodárný návrh 7. Svařování, svařované spoje 8. Nýtování a šroubování, šroubované spoje 9. Skelety budov, prostorová tuhost 10. Skelety budov, spoje 11. Jednopodlažní haly 12. Haly velkých rozpětí 13. osty, názvosloví, lávky 14. Ochrana proti korozi a požáru 1 2 Vzpěrná pevnost skutečného prutu Imperekce Geometrické odchylky Strukturální odchylky Konstrukční imperekce Aktualita Gustave Eiel 3 4 Výsledky zkoušek tlačených prutů Únosnost tlačeného prutu Návrhová únosnost průřezu v tlaku N c.rd Návrhová plastická únosnost průřezu, prostý tlak A y N pl. Rd γ γ 0 Návrhová únosnost průřezu s lokálním boulením Ae y N0. Rd γ γ 1 5 Vzpěrná únosnost N b. Rd χ A y β A γ 1 6

2 Zkouška Test deset otázek, asi 60 min Předtermín: xx.5. Navrženy termíny: xx.6; xx.9; xx.6; xx.6; xx.6; xx.6 Opravné: xx.9.;xx.9; 9; xx.9 7 Aktualita Gustave Eiel 8 Globální analýza konstrukce staticky určité konstrukce staticky neurčité konstrukce Pružný výpočet Plastický výpočet Zplastizování částí konstrukce Pružný výpočet ateriál splňuje Hookův zákon σ ε E Pro ocel pod mezí kluzu y Idealizovaný pracovní diagram Idealizovaný pracovní diagram 9 10 Plastický výpočet U staticky ti neurčitých konstrukcí k Vznik kloubového mechanismu Postupná plastiikace I průřezu Vznik plastického kloubu Dostatečná rotační kapacita průřezu 11 12

3 Globální analýza a využití průřezu Globální analýza a využití průřezu Elasticko-elastická l ká rozdělení vnitřních sil pružným výpočtem využití průřezů konstrukce pružné Elasticko-plastická rozdělení vnitřních sil pružným výpočtem nejvíce namáhaný průřez využit plasticky Plasticko-plastická rozdělení vnitřních sil plastickým výpočtem v místech plastických kloubů průřez zplastizován Klasiikace průřezu Třída 1: Plastické klouby Plastická redistribuce vnitřních sil Třída 2: Plná plastiikace Omezená rotační č kapacitou Třída 3: V krajních vláknech lze dosáhnout nejvýše meze kluzu Třída 4: Štíhlé, při tlakovém napětí boulí dříve než se dosáhne mez kluzu Aktualita Gustave Eiel 15 Princip norem na OK ČSN P ENV i ČSN Určení třídy Pro každou tlačenou část podle b / t b šířka plech t tloušťka plechu t t b 2 b 1 φ β b / t i 17 18

4 Tabulka zatřídění pro stojiny Klasiikace se vztahuje jen k tlačeným č částem t Průřez se klasiikuje podle své nejštíhlejší části Průřezy třídy 4 Lokální boulení Nahrazení smyšleným průřezem z eektivních šířek 21 Aktualita Gustave Eiel

5 Ohýbané pruty Požadované vlastnosti průřezu: y ( z ) I y (I z ) Proily: - válcované - svařovanéř Volba proilu pro ohýbaný prut Přednostně válcované (asi do 500 mm) IPE, I Svařované jsou štíhlejší lehčí Při vlivu klopení širší pásnice (HEA, HEB) Ocel: Rozhoduje únosnost lepší ocel Rozhoduje použitelnost běžná ocel (S235) Únosnost při ohybu omentová únosnost Rd Smyková únosnost V Rd V Klopení Ztráta stability při ohybu Příklad klopení konzoly Ztráta stability za ohybu (klopení) 29 30

6 Nosník neztratí stabilitu Nosník ohýbán ve směru ě své menší tuhosti ti Tuhost nosníku v kroucení je vysoká (uzavřené průřezy) Podepřen do strany alá vzdálenost příčných nosníků Nosník souvisle podepřen stropem Návrhová momentová únosnost Vliv třídy průřezu 1., 2. třída 3. třída 4. třída pl.rd el.rd e.rd pl el e yd yd yd Ed Ed Ed yd y/γ 0 y/γ Návrhová smyková únosnost V pl.rd Av 3 yd V Ed A v smyková plocha alý smyk: V Ed 0,5 V pl,rd účinek kombinace +V se zanedbá Velký smyk V Ed > 0,5 V pl,rd kombinace +V se počítá 33 Aktualita Gustave Eiel 34 Hospodárný návrh Válcované průřezy I optimalizovány pro a V (štíhlost plechů podle výroby) Svařované průřezy I odstupňování průřezu podle průběhu Dimenze svařovaného I ěřítko výhodnosti /m (modul / hmotnost) t) Tenká stojina při velkých štíhlostech nutno vyztužovat kvůli boulení náklady na výrobu nosníku 35 36

7 ezní stav použitelnosti Průhyb Kmitání Doporučené mezní průhyby Zatížení Stropní nosníky Střešní nosníky Celkové L/250 L/200 Nahodilé L/300 (L/350) L/250 Aktualita Gustave Eiel Průhyb Kmitání Obvyklé stropních konstrukce k Vlastní rekvence větší než 3 Hz tj. průhyb menší než 28 mm δ max výsledný průhyb δ 2 průhyb od proměnného ě zatížení í δ 0 nadvýšení nosníku δ 1 průhyb od stálého zatížení nosníku 39 Tělocvičny, taneční sály Vlastní rekvence větší než 5 Hz tj. průhyb menší než 10 mm 40 Postupná plastiikace I průřezu vznik plastického kloubu velká rotační kapacita průřezu Aktualita Gustave Eiel 41 42

8 Příklad využití klasiikace spojitý nosník třída Návrhová momentová únosnost - U průřezů ů třídy 1 a 2 c. Rd - U průřezů třídy 3 crd. - U průřezů třídy 4 crd. pl y γ 0 el y γ 0 e y γ 1 pl el e y γ průřezový modul plastický elastický elastický ýpro účinný ýprůřez mez kluzu,, γ součinitele materiálu Návrhová smyková únosnost alý smyk Pro V Sd Vpl 2.Rd lze účinek zanedbat V pl.rd A v 3γ y 0 kde A v je smyková plocha. I a U průřezy plocha stojiny 46 Aktualita Gustave Eiel 47 Sylabus přednášek 1. Úvod, historie i ocelových konstrukcí, k použití, významné stavby, výroba oceli 2. Vlastnosti oceli, zkoušky materiálu, značení oceli 3. Výroba konstrukcí 4. Spolehlivost konstrukcí, mezní stavy, normy pro navrhování, tah 5. Tlak, vzpěrný tlak 6. Klasiikace průřezů, ohyb, hospodárný návrh 7. Svařování, svařované spoje 8. Nýtování a šroubování, šroubované spoje 9. Skelety budov, prostorová tuhost 10. Skelety budov, spoje 11. Jednopodlažní haly 12. Haly velkých rozpětí 13. osty, názvosloví, lávky 14. Ochrana proti korozi a požáru 48

9 Děkuji za pozornost 49