VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Transkript

1 VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ ABSTRACT BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV KOVOVÝCH A DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF METAL AND TIMBER STRUCTURES TROJLODNÍ SKLADOVÝ OBJEKT THE THREE AISLED STORAGE BUILDING DIPLOMOVÁ PRÁCE DIPLOMA THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR BC. TOMÁŠ BACK Ing. STANISLAV BUCHTA BRNO 2014 VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 1

2 ABSTRACT VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ Studijní program Typ studijního programu Studijní obor Pracoviště N3607 Stavební inženýrství Navazující magisterský studijní program s prezenční formou studia 3608T001 Pozemní stavby Ústav kovových a dřevěných konstrukcí ZADÁNÍ DIPLOMOVÉ PRÁCE Diplomant Název Vedoucí diplomové práce Bc. Tomáš Back Ing. Stanislav Buchta Datum zadání diplomové práce Datum odevzdání diplomové práce V Brně dne doc. Ing. Marcela Karmazínová, CSc. Vedoucí ústavu prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc., MBA Děkan Fakulty stavební VUT VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 2

3 ABSTRACT Podklady a literatura ČSN EN 1991 Zatížení staveb ČSN EN 1993 Navrhování ocelových konstrukcí Ocelové konstrukce pozemních staveb, Faltus Kovové konstrukce - Konstrukce průmyslových budov, Melcher, Straka Zásady pro vypracování Vypracujte návrh nosné ocelové konstrukce trojlodního skladového objektu o půdorysných rozměrech 42,0x60,0m v lokalitě Hradec Králové. Vypracujte: Technickou zprávu. Statický výpočet základních nosných prvků. Výkresovou dokumentaci v rozsahu dispozičních a výrobních výkresů včetně kusovníků materiálu. Předepsané přílohy... Ing. Stanislav Buchta Vedoucí diplomové práce VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 3

4 ABSTRACT Prohlášení Prohlašuji, že jsem předloženou diplomovou práci vypracoval samostatně s použitím odborné literatury a pod odborným vedením mého školitele Ing. Stanislava Buchty. V Brně, dne Bc. Tomáš Back VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 4

5 ABSTRACT Poděkování Děkuji svému školiteli Ing. Stanislavu Buchtovi za odborné rady a vedené celé mé práce a za poskytnutí cenných rad v oblasti ocelových a dřevěných konstrukcí. VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 5

6 ABSTRACT Bibliografická citace VŠKP Bc. Tomáš Back. Brno, s., 13 s. příl. Diplomová práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí. Vedoucí práce Ing. Stanislav Buchta. VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 6

7 PROHLÁŠENÍ O SHODĚ LISTINNÉ A ELEKTRONICKÉ FORMY VŠKP ABSTRACT Prohlášení: Prohlašuji, že elektronická forma odevzdané diplomové práce je shodná s odevzdanou listinnou formou. V Brně dne podpis autora Bc. Tomáš Back VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 7

8 Abstrakt ABSTRACT Obsahem diplomové práce je návrh a statický posudek základních nosných prvků. Dále také vypracování výkresové dokumentace v rozsahu dispozičních a výrobních výkresů včetně kusovníku materiálu. K práci byla také vytvořena technická zpráva. Klíčová slova Skladový objekt; hala; trojlodní; sloup; patka; ztužidlo; ocel; vazník; beton; svar. VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 8

9 Abstract ABSTRACT Content diploma work, work is proposal and static review fundamental supporting member. Further too elaboration graphical documentation to the extent of dispositional and production drawing inclusive piece list material. With work was too creation technical report. Keywords In-store object; vestibule; trojlodni; post; foot; brace; steel; tie; concrete; weld. VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 9

10 Obsah OBSAH Prohlášení... 4 V Brně, dne... 4 Bc. Tomáš Back... 4 Poděkování... 5 Abstrakt... 7 Klíčová slova... 8 Keywords... 9 Seznam tabulek... 8 Úvod: Technická zpráva Statický výpočet Závěr Seznam použitá literatura Seznam použitých znaků a simbolů Seznam příloh...73 VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 10

11 Seznam tabulek OBSAH Tab. 2.1 Střešní plášť: Tab. 2.2 Stěna: Tab. 2.3 Plošné zatížení větrem na jednotlivé oblasti pláště budovy. Tab. 2.4 seznam prvků, vnitřní síly a délka prvků (barevně označeny maxima) Tab. 2.5 posudky prvků na tlak Tab. 2.5 posudky prvků na tah Tab. 2.6 posudek prvků na svar Tab. 2.7 seznam prvků, vnitřní síly a délka prvků (barevně označeny maxima) Tab. 2.8 posudky prvků na tlak Tab. 2.9 posudky prvků na tah Tab posudek prvků na svar Tab seznam prvků Tab posudky prvků na tlak Tab posudky prvků na tah Tab posudek prvků na svar Tab seznam prvků Tab posudek prvků na tlak Tab posudek prvků na tah Tab posudek prvků na svar VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 11

12 Úvod: TECHNICKÁ ZPRÁVA V rámci diplomové práce je navržen trojlodní skladový objekt z oceli. Objekt je situován v lokalitě Hradce Králové. V diplomové práci jsou navrženy základní statické prvky dále je vypracována technická zpráva, výkresová dokumentace v rozsahu dispozičním a výrobním. Dále je také vytvořen kusovník materiálů. VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 12

13 TECHNICKÁ ZPRÁVA 1. Technická zpráva VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 13

14 1. Technická zpráva Dispoziční uspořádání: Dispoziční uspořádání odpovídá rozmístění sloupů v osových vzdálenostech po 6 m. Hala je trojlodní bez jeřábové dráhy chráněná před klimatickými změnami oplášťením tvořenou hydroizolační folii. Hala je izolována 200 mm minerální vlny. Střešní plášť je sandwichový s vrchní vrstvou z hydroizolace a spodním TR 50/260/0,75 a vloženou izolací minerální vlny. Vnitřní příčná vazba: Vaznice jsou tvořeny z trubek fungujících jako Girlandový vazník. Styk vaznic v hřebeni je řešen jako kloub se šroubem. Pod hlavním vazníkem A je navařeno táhlo DETAN 30 mm 2, které zajišťuje přenos vodorovných sil. Vazník je trubkový staticky určitý systém bez vybočovacích diagonál uložen jako prostý nosník bez uvolnění vodorovných posunů. Ve vazníku jsou použity 3 typy trubek: TR140/4,5, TR51/2,6 a TR102/4,5. V uložení je na sloup přivařen P40 a spojen 4-mi šrouby s deskou na sloupu. Hlavní vazník je z důvodu montáže a přepravy rozdělen do 2 montážních celků s max. rozměrem 12,0 m. Sloupy: Sloup ve vnitřních polích haly je HE500B orientován větší tuhostí vnitřním směrem do haly. Na horní konec je přivařena deska z P40. Sloup nase desky opláštění v jeho vrchní části. Sloupy jsou zavětrovány ztužidly o diagonálách s možností vybočení. Sloupy HE500B jsou s vetknutými patkami. Sloupy v bočních lodích jsou tvořeny HE200B. Sloupy nesou desky opláštění. Sloupy HE200B jsou s kloubovými patkami. Štítové stěny: Štítové stěny jsou tvořeny zavětrováním a stejným typem oplášťění. Sloupy jsou kloubově uložené a jsou z profilů HE200B. Horní pásnice je z profile IPE 200. Diagonály a vodorvné pruty jsou prvku TR 102/3,6. Zavětrování: Zavětrování je provedeno táhly v rovině střešního plášťě s možností vybočení úhelníky L70/6. A v podélném směru ztužidlem z trubek. Materialy: Ocel S235 J0 ; Ocel S355 J0; Ocel S320 GD; Beton C 16/20 VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 14

15 2. Statický výpočet VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 15

16 2. Statický výpočet 2.1. Statická schémata Čelo Příčná vazba Boční pohled VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 16

17 Půdorys VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 17

18 2.2. Zatížení Stálé Součinitel zatížení γ G = 1,35 Tab. 2.1 Střešní plášť: Střešní plášť: Char. γ G Náv. [kn/m 2 ] [kn/m 2 ] Hydroizolační folie na bázi PVC 0,03 1,35 0,0405 Minerální vlna tl. 200 mm 0,12 1,35 0,1620 Vnitřní trapézový plech (odhad) 0,08 1,35 0,1080 CELKEM : 0,23 1,35 0,3105 Tab. 2.2 Stěna: Stěna: Char. γ G Náv. [kn/m 2 ] [kn/m 2 ] Kazetový profil K 120/600/0,75 0,10 1,35 0,1350 Tepelná izolace Orsil 100 mm 0,8*0,1=0,08 0,08 1,35 0,1080 Vnější trapézový plech (odhad) 0,07 1,35 0,0945 CELKEM : 0,25 1,35 0,3375 VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 18

19 Proměnné Součinitel zatížení γ Q = 1, Sníh - objekt v první sněhové oblasti ( Hradec Králové ) => s k = 0,75 - halová konstrukce má 2 sklony a to 13 0 a halová konstrukce je osově souměrná α = β α 1 = 13 0 α 2 = 25 0 u = 0,8 0,6(25 15) u = 0,8 + = 1 30 S = u C C s = 0,8 1,0 1,0 0,75 = 0,6 kn/m S = u C C s = 1,0 1,0 1,0 0,75 = 0,75 kn/m Vítr - II. větrná oblast ( Hradec Králové ) => v b,0 = 25 m/s Základní tlak větru q b = (ρ/2) v b,0 = (1,25 / 2 ) 25 2 = 0,39 N/m 2 ρ = 1,25 kg/m 3 - kategorie terénu III. ( plocha s vegetací nebo budovami) => c e (z)= 2,1 m/s pro z=h=16,8 m (výška hřebené střechy nad terénem) Tlak větru na vnější povrchy W e = q b c e c pe = 0,39 2,1 c pe = 0,819 c pe kn/m 2 VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 19

20 Součinitele vnějšího aerodynamického tlaku Protože návětrné plochy jsou větší než 10 m 2, hledají se součinitelé c pe,10. a) Vítr příčný Svislé stěny Příčný řez D E D E D D E E A B C b = 60 m > 2 h = 2 16,8 = 33,6 m e = min (b,2h) = 33,6m b je šířka vystavená větru h/d = 16,8/42=0,4 α 1 = 13 0 α 2 = 25 0 e/5 = 6,72 m e/4 = 8,4m e/10 = 3,36 m VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 20

21 Střecha 8400 F F G H G H G I I 8400 F F b) Vítr podélný Svislé stěny A B C D E A B C b = 42 m > 2 h = 2 16,8 = 33,6 m e = min (b,2h) = 33,6m h/d = 16,8/60=0,28<0,4 α 1 = 13 0 VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 21

22 α 2 = 25 0 e/5 = 6,72 m Střecha G F G F H H I I F H I G F H I e/10 = 3,36 m e/2 3,36 = 13,44 m Tab. 2.3 Plošné zatížení větrem na jednotlivé oblasti pláště budovy. napříč podél oblast c pe,10 [ - ] w e,k [kn/m 2 ] w e,d [kn/m 2 ] oblast c pe,10 [ - ] w e,k [kn/m 2 ] w e,d [kn/m 2 ] A 0,00 0,00 0,00 A 1,00 0,82 1,23 B 0,00 0,00 0,00 B -0,80-0,66-0,98 C 0,00 0,00 0,00 C -0,50-0,41-0,62 D 0,80 0,66 0,98 D 0,60 0,49 0,74 E -0,30-0,25-0,37 E -0,30-0,25-0,37 F -1,7-1,39-2,09 F -1,60-1,31-1,97 G -1,20-0,98-1,48 G -1,30-1,07-1,60 H -0,60-0,49-0,74 H -0,70-0,57-0,86 I -0,30-0,25-0,37 I -0,50-0,41-0,62 J -0,30-0,25-0,37 J 0,00 0,00 0,00 VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 22

23 2.3. Střecha Střešní trapézový plech Podpory vaznice Z s roztečemi 1,5 m Návrh: Trapézový plech TR 50/260/0,75, pozitivní poloha Únosnost dle ČSN EN f = 320 MPa m = 6,1 kg/m q = 2,55 kn/m pro vnitřní podpory šířky 80 mm a krajní 40 mm q = 1,55 kn/m s podmínkou průhybu δ L/200 Zatížení (rozhoduje kombinace s tíhovým zatížením (stálé + sníh)) q = 0,23 + 0,8 = 1,03 kn/m q = 0,23 + 0,8 = 1,03 kn/m Posouzení Únosnost plechu: q = 1,03 kn/m < 2,55 kn/m Podmínka pro mezní průhyb δ L/200 q = 1,03 kn/m < 1,55 kn/m Trapézový plech vyhoví Vnitřní mezilehlá vaznice Zatížení Stálé - Střešní plášť 0,23 * 1,5 = 0,345 kn/m - Vl.tíha vaznice (odhad) 0,1 kn/m Celkem charakteristické 0,445 kn/m Celkem návrhové 0,6 kn/m VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 23

24 Sníh 0,8*1,5=1,2 kn/m 1,2*1,5=1,8 kn/m Vítr Rozhoduje krajní pole podélného větru s oblastmi H a F Kde: w, = b L Σ(w L) = 1,5 6,6 w, 3,36 + w, 3,24 = 1,5 (1,31 3,36 + 0,57 2,74) 6,6 = 1,42 kn/m Kombinace zatížení (KZS): (1) stálé + sníh q = 0,6 + 1,8 = 2,4 kn/m (2) min. stálé + podélný vítr sání q = 0,08 1,5 + 0,1 1,42 1,5 = 1,91 kn/m Návrh: Z 300/2,5 SAB f = 350 MPa (Ocel S350 GD) m = 9,44 kg/m Únosnost Dílčí únosnost v hodnotě L=6m. Tíhové zatížení q = 5,36 kn/m q = 7,93 kn/m pro δ = L/200 Zatížení sáním q = 3,63 kn/m Posouzení MSU KZS (1) q = 2,4 kn/m < q = 5,36 kn/m KZS (2) q = 1,91 kn/m < q = 3,63 kn/m Vyhoví VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 24

25 MSP δ, = L/200 q = 1,8 kn/m < q = 7,93 kn/m Vaznice vyhovuje Okapová vaznice Okapová vaznice je navržena stejná. Přenáší stejné zatížení jako vaznice vnitřní ale s menší zatěžovací šířkou. Bude pomáhat konstrukci s přenesením zatížení od podélného větru do hlavního podélného ztužidla. Z konstrukčních důvodů je navržena vaznice stejná Z 300/2,5 SAB. VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 25

26 2.4. Příčná vazba Schéma , , , , Zatížení 16645, , , ,72 F3 F3 F3 F3 F3 F3 F4 F3 g g F2 F1 F1 F1 F1 F1 F1 F1 F1 F1 F1 25 F1 F2 F3 g F3 F3 F3 F3 F3 F3 F4 g Zatěžovací stavy 1. Stálé 2. Minimální stálé 3. Sníh 4. Vítr příčný 5. Vítr podélný VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 26

27 1. Stálé zatížení Odhad vlastní tíhy vazníku: g = L 18 0,1 qb = 0, ,8 6 = 0,64 kn/m ,5 Sily do uzlů vazníku F : plášť 0,445*6 =2,937 kn F = 3,897 kn Vl. tíha vazníku 0,64*1,5 =0,96 kn Pro krajní sílu uvažuji přesah střechy 0,4m za osu sloupu. Zatěžovací šířka je proto 0,75+0,4=1,15m F : plášť (0,23*1,15+0,1)*6 =2,4 kn Vl. tíha vazníku 0,64*1,15 =0,736 kn F = 3,136 kn Sloup plášť 0,25*6 Vl. tíha =1,5 kn/m =1,0 kn/m g = 2,5 kn/m 2. Min. stálé zatížení Dolní odhad vlastní tíhy vazníku: g ( ) = 0,5g = 0,32 kn/m Síly do uzlů vazníku: F : plášť 0,445*6 =2,937 kn Vl. tíha vazníku 0,32*1,5 =0,48 kn F = 3,147 kn Pro krajní sílu uvažuji přesah střechy 0,4m za osu sloupu. Zatěžovací šířka je proto 0,75+0,4=1,15m F : plášť (0,23*1,15+0,1)*6 =2,4 kn VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 27

28 Vl. tíha vazníku 0,32*1,15 =0,368 kn F = 2,768 kn Sloup plášť 0,25*6 Vl. tíha =1,65 kn/m =1,0 kn/m g = 2,65 kn/m 3. Sníh F = 1,2 6 = 7,92 kn F = 1,8 6 = 11,88 kn F = 0,8 1,15 6 = 6,072 kn F = 0,8 1,15 1,5 6 = 9,108 kn 4. Vítr příčný w = w, B = 0,98 6 = 6,468 kn/m w = w, B = 0,37 6 = 2,442 kn/m F = w, 3,36 + w, 2,64 1,15 = 14,56 kn F = w, 3,36 + w, 2,64 0,6 + w, 6 3,36 = 9,56 kn F = w, 6 1,5 = 7,74 kn F = w, 6 0,75 = 3,87 kn F = w, 6 1,15 = 5,934 kn 5. Vítr podélný w = 5,96 knm F = w, 6 1,5 = 6,66 kn F = w, 6 1,15 = 5,106 kn VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 28

29 Kombinace zatěžovacích stavů (KZS) (1) Stálé + sníh (2) Stálé + sníh + 0,6*vítr příčný (3) Stálé + vítr příčný + 0,5* sníh (4) Stálé min. + vítr příčný (5) Stálé min. + vítr podélný Rozhodují kombinace 1,4, Vnitřní síly v prutech příčné vazby Vnitřní síly se určí pomocí softwaru. Výsledky jsou na dalších stranách. Protože je konstrukce staticky neurčitá, je nutné nejprve navrhnout profily všech prutů. Předběžný odhad profilu sloupu w, = w + w 2 w, H 8EI H 150 I = 150 w, H 8E Návrh sloupů: HEB 500 A = mm 2 I = mm = 4,455 kn/m = 150 4, = 776,9 10 mm VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 29

30 Normálové síly na průřezu [kn] od rozhodujících kombinací (extrémní návrhové hodnoty): KSZ (1) KSZ (4) VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 30

31 KSZ (5) Vnitřní síly na ve sloupech (obalová křivka všech kombinací, extrémní návrhové hodnoty): M Ed [knm] VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 31

32 N Ed [kn] V Ed [kn] f iy [mrad] VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 32

33 u z [-] u z [mm] VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 33

34 Vnitřní síly v prutech čelní příčné vazby M Ed [knm] N Ed [kn] VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 34

35 V Ed [kn] VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 35

36 Vnitřní síly v prutech podélných ztužidel N Ed [kn] V Ed [kn] VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 36

37 M Ed [knm] Vnitřní síly v prutech střešních ztužidel B N Ed [kn] VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 37

38 Vnitřní síly v prutech střešních ztužidel A N Ed [kn] VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 38

39 Návrh a posouzení trubkového vazníku A seznam prvků vazníku Tab. 2.4 seznam prvků, vnitřní síly a délka prvků (barevně označeny maxima) Prvek č. Ned,tl [kn] Ned,ta [kn] L [mm] Horní pás Dolní pás Stojna Dolní pás Diagonála Dolní pás Stojna Diagonála Stojna Dolní pás Diagonála Stojna Dolní pás Diagonála Stojna Dolní pás Posouzení trubkového vazníku A - tlačené prvky Z vizuálních důvodu užití stejné průřezu pro prvky vazníku. Prvky jsou navrženy v tlaku na maximální hodnoty. VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 39

40 Návrh horní pásnice 1 Návrh na základě mezního stavu únosnosti TR 140/4,5 Návrh trubky průměru 140 mm a tloušťky 4 mm. A = 1916 mm i = 47,9 mm Posouzení mezního stavu únosnosti λ = L i = ,9 = 34,6 λ = 93,9 235 f = 93, = 76,4 λ = λ λ = 34,6 76,4 = 0,45 χ = 0,871 N, = =,, N, = 515 kn > N = 296 kn = 91kN Navržený průřez vyhovuje. Návrh dolní pásnice 2 Návrh na základě mezního stavu únosnosti TR 102/4,5 Návrh trubky průměru 102 mm a tloušťky 4,5 mm. A = 1378 mm i = 34,5 mm Posouzení mezního stavu únosnosti λ = L i = ,5 = 44,8 λ = 93,9 235 f = 93, = 76,4 λ = λ λ = 44,8 76,4 = 0,59 VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 40

41 χ = 0,791 N, = =,, N, = 336,48 kn > N = 50 kn = 336,48kN Navržený průřez vyhovuje. Návrh diagonály 5 Návrh na základě mezního stavu únosnosti TR 51/2,6 Návrh trubky průměru 51 mm a tloušťky 2,6 mm. A = 395 mm i = 17,1 mm Posouzení mezního stavu únosnosti λ = L i = ,1 = 87,7 λ = 93,9 235 f = 93, = 76,4 λ = λ λ = 87,7 76,4 = 1,15 χ = 0,458 N, = =,, N, = 55,85 kn > N = 29 kn = 55,85kN Navržený průřez vyhovuje. Návrh stojna 9 Návrh na základě mezního stavu únosnosti TR 51/2,6 Návrh trubky průměru 51 mm a tloušťky 2,6 mm. A = 395 mm i = 17,1 mm VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 41

42 Posouzení mezního stavu únosnosti λ = L i = ,1 = 46,9 λ = 93,9 235 f = 93, = 76,4 λ = λ λ = 46,9 76,4 = 0,61 χ = 0,79 N, = =,, N, = 96,21 kn > N = 19 kn = 96,21kN Navržený průřez vyhovuje. Tab. 2.5 posudky prvků na tlak č. pr. průřez A [mm 2 ] i [mm] l cr,1 [mm] l cr,2 [mm] l cr,eff [mm] [ - ] [ - ] [ - ] N b,rd [kn] N Sd [kn] 1 140/4, , ,6 0,45 0, ,16 296, /4, , ,8 0,59 0, ,48 50, /2, , ,9 0,26 0,7 85,35 0, /4, , ,7 0,59 0, ,48 50, /2, , ,7 1,15 0,458 55,85 29, /4, , ,6 0,61 0, ,37 40, /2, , ,7 0,52 0, ,45 12, /2, , ,1 1,15 0,458 55,85 8, /2, , ,9 0,61 0,789 96,21 19, /4, , ,5 0,65 0, ,16 40, /2, , ,6 1,15 0,458 55,85 2, /2, , ,6 0,52 0, ,45 24, /4, , ,8 0,69 0, ,95 44, /2, , ,2 1,18 0,45 54,87 8, /2, , ,7 0,26 0, ,15 12, /4, , ,7 0,69 0, ,95 53,00 VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 42

43 Posouzení trubkového vazníku A tažené prvky Posudek na základě mezního stavu únosnosti Normálová únosnost N, = A f γ Tab. 2.6 posudky prvků na tah č. pr. průřez N pl,rd [kn] N Sd [kn] 1 140/4,5 591,46 69, /4,5 425,38 173, /2,6 121,93 0, /4,5 425,38 172, /2,6 121,93 11, /4,5 425,38 148, /2,6 121,93 3, /2,6 121,93 3, /2,6 121,93 5, /4,5 425,38 149, /2,6 121,93 8, /2,6 121,93 7, /4,5 425,38 168, /2,6 121,93 29, /2,6 121,93 4, /4,5 425,38 201,00 Prvky vyhovují Posouzení trubkového vazníku A na průhyb δ = = 38mm δ = 8,4 mm δ > δ Vyhovuje na MSP Posouzení svarů vazníku A Tlak se přenese kontaktem, spoje posoudím na taženou síly. Z důvodu bezpečnosti jsou svary navrženy na minimální plochu styku trubek. Tedy obvodovou plochu, která vzniká řezem na osu trubky. Svar a =3 mm pro všechny prvky průřezu. VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 43

44 Dle: τ = σ = 1 2 N al σ + 3 (τ + τ ) τ = 0 Mpa Tab. 2.7 posudky prvků na svar č. pr. průřez průměr N Ed [kn] fe[mpa] fud[mpa] 1 140/4, ,00 73, , /4, ,00 254, ,3 3 51/2,6 51 0, , /4, ,00 253, ,3 5 51/2, ,00 32, , /4, ,00 217, ,3 7 51/2,6 51 3,00 8, ,3 8 51/2,6 51 3,00 8, ,3 9 51/2,6 51 5,00 14, , /4, ,00 219, , /2,6 51 8,00 23, , /2,6 51 7,00 20, , /4, ,00 247, , /2, ,00 85, , /2,6 51 4,00 11, , /4, ,00 295, ,3 Prvky vyhovují Posudek táhla v hlavním trubkovém vazníku Tahová síla vstupující do táhla je 100 kn. Táhlo vybráno z nabídky táhel: Detan 30 mm. F = 100 kn F, = 184,9 kn Posouzení F = 100 kn < F, = 184,9 kn Omezení průhybu lana je zajištěno úchyty umístěnými po 6 m. VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 44

45 Posouzení trubkového vazníku boční lodě haly seznam prvků vazníku Tab. 2.8 seznam prvků Prvek č. Ned,tl [kn] Ned,ta [kn] L [mm] Horní pás Dolní pás Stojna Dolní pás Diagonála Stojna Dolní pás Diagonála Stojna Dolní pás Diagonála Stojna Dolní pás Diagonála Stojna Dolní pás Diagonála Stojna Dolní pás Diagonála Stojna Dolní pás Z vizuálních důvodu užití stejné průřezu pro prvky vazníku. Prvky jsou navrženy v tlaku na maximální hodnoty. Prvky jsou navrženy ze stejných profilů jako vazník A. Posouzeny jsou stejně. VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 45

46 Posouzení trubkového vazníku B tlačené prvky Tab. 2.9 posudek prvků na tlak č. pr. průřez A [mm 2 ] i [mm] l cr,1 [mm] l cr,2 [mm] l cr,eff [mm] [ - ] [ - ] [ - ] N b,rd [kn] N Sd [kn] 1 140/4, , ,1 0,42 0, ,63 296, /4, , ,7 0,57 0, ,58 110, /2, , ,7 0, ,93 0, /4, , ,8 0,57 0, ,58 96, /2, , ,6 1,15 0,458 55,85 33, /2, , ,4 0,31 0, ,11 19, /4, , ,8 0,57 0, ,58 95, /2, , ,1 1,15 0,458 55,85 2, /2, , ,2 0,38 0, ,72 11, /4, , ,3 0,58 0, ,03 92, /2, , ,5 1,16 0,453 55,24 9, /2, , ,2 0,42 0, ,16 19, /4, , ,2 0,59 0, ,48 95, /2, , ,9 1,16 0,453 55,24 2, /2, , ,2 0,38 0, ,72 15, /4, , ,8 0,60 0, ,93 98, /2, , ,5 1,15 0,458 55,85 1, /2, , ,4 0,31 0, ,11 24, /4, , ,3 0,61 0, ,37 98, /2, , ,0 1,15 0,458 55,85 9, /2, , ,7 0, ,93 8, /4, , ,7 0,60 0, ,93 110,00 Prvky vyhovují VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 46

47 Posouzení trubkového vazníku B tažené prvky Tab posudek prvků na tah č. pr. průřez N pl,rd [kn] N Sd [kn] 1 140/4,5 591,46 69, /4,5 425,38 382, /2,6 121,93 0, /4,5 425,38 382, /2,6 121,93 14, /2,6 121,93 5, /4,5 425,38 352, /2,6 121,93 2, /2,6 121,93 3, /4,5 425,38 352, /2,6 121,93 3, /2,6 121,93 5, /4,5 425,38 347, /2,6 121,93 9, /2,6 121,93 4, /4,5 425,38 360, /2,6 121,93 2, /2,6 121,93 7, /4,5 425,38 370, /2,6 121,93 31, /2,6 121,93 3, /4,5 425,38 402,00 Prvky vyhovují Posouzení trubkového vazníku B na průhyb δ = = 49mm δ = 26,6 mm δ > δ Vyhovuje na MSP Posouzení svarů vazníku B Tlak se přenese kontaktem, spoje posoudím na taženou síly. Z důvodu bezpečnosti jsou svary navrženy na minimální plochu styku trubek. Tedy obvodovou plochu, která vzniká řezem na osu trubky. Svar a =4 mm pro všechny prvky 102/4,5. Pro zbývající prvky svar a =3 mm. VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 47

48 Dle: τ = σ = 1 2 N al σ + 3 (τ + τ ) τ = 0 Mpa Tab posudek prvků na svar č. pr. průřez průměr N Ed [kn] fe[mpa] fud[mpa] 1 140/4, ,00 73, , /4, ,00 421, ,3 3 51/2,6 51 0, , /4, ,00 421, ,3 5 51/2, ,00 41, ,3 6 51/2,6 51 5,00 14, , /4, ,00 388, ,3 8 51/2,6 51 2,00 5, ,3 9 51/2,6 51 3,00 8, , /4, ,00 388, , /2,6 51 3,00 8, , /2,6 51 5,00 14, , /4, ,00 382, , /2,6 51 9,00 26, , /2,6 51 4,00 11, , /4, ,00 397, , /2,6 51 2,00 5, , /2,6 51 7,00 20, , /4, ,00 408, , /2, ,00 91, , /2,6 51 3,00 8, , /4, ,00 443, ,3 Prvky vyhovují Posouzení sloupů Posouzení sloupů vetknutých N = 174 kn M = 268 knm V = 28 kn HE500B A = mm VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 48

49 A, = 8982 mm I = mm I = 126,2 10 mm W, = mm W, = mm W, = mm i = 211,9 mm i = 72,7 mm I = mm I = mm třída 1 pro tlak, S235 Posouzení: Vzpěrné délky: L, = 2 12,596 = 25,192m L, = 12,596m Štíhlost: λ = L, i = 25, ,9 = 119 λ = L, = 12,596 = 173 i 72,7 λ = 93,9 235 f = 93, = 93,9 λ = λ λ = ,9 = 1,26 λ = λ λ = ,9 = 1,85 Součinitel vzpěrnosti: χ = 0,402 χ = 0,226 VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 49

50 Určení kritického momentu M : L = 12,596m C, = 1,77 C, = 1,85 κ = =0,66 C = C, + C, C, κ = 1,82 C, = 1,85 μ = C k 1 + κ = 2,18 M = μ π E I G I L = 1847 knm λ = W, f M = 0,78 χ = 0,693 C = 0,9 C = 0,6 Interakční součinitele: k = C (1 + λ 0,2) k = C 0,8 = 0,95 = 0,97 k = C, (, ) 0,1 k = C (C 0,25) k, = 0,95 k, = 0,96 Podmínky spolehlivosti: = 0,93 N = 0,96 N + k, M = 0,403 < 1 VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 50

51 N + k, M = 0,47 < Posouzení sloupu HE500B na ohyb δ = = 69mm δ = 8,2 mm δ > δ Vyhovuje na MSP Navržený průřez vyhovuje Posouzení sloupů kloubových N = 80 kn M = 46 knm V = 23 kn HE200B W, = 642,5 10 mm A = 7808 mm I = 56,96 10 mm I = 20,03 10 mm A = 2480 mm třída 1 pro tlak, S235 Posouzení: Vzpěrné délky: L, = L, = 10,596m Pružná kritická síla: N. =, =,, = 370 kn VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 51

52 Poměrná štíhlost: λ = A f = = 2,23 N. 370 Součinitel vzpěrnosti: χ = 0,154 pro křivku vzpěrnosti c N, = χ A f = 0, = 282kN N, = 282 kn > N = 80 kn V = A = 2480 = 336kN V = 336 kn > V = 23 kn Smyková únosnost je víc než 2x větší, tudíž nemusíme redukovat momentovou únosnost. M = W, f = 642, = 151kN M = 151 knm > M = 46 knm Posouzení sloupu HE200B na ohyb δ = = 52mm δ = 24,5 mm δ > δ Vyhovuje na MSP Navržený průřez vyhovuje Návrh a posouzení čelní vazby Horní pásnice N = 20 kn M = 40 knm L = 6,615 m VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 52

53 IPE200 W, = 220,6 10 mm A = 2848 mm I = 19,43 10 mm I = mm třída 1 pro tlak, S235 Posouzení: Vzpěrné délky: L, = L, = 6,615m Pružná kritická síla: N. =, Poměrná štíhlost: =, = 67,48 MN λ = A f = = 0,1 N Součinitel vzpěrnosti: χ = 1 pro křivku vzpěrnosti c N, = χ A f = = 670kN N, = 670 kn > N = 20 kn M = W, f = 220, = 51,8 kn M = 51,8 knm > M = 40 knm Navržený průřez vyhovuje Stojny N = 69 kn M = 8 knm VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 53

54 HE100B W, = 51,4 10 mm A = 2604 mm I = 4, mm I = 1, mm třída 1 pro tlak, S235 Posouzení: Vzpěrné délky: L, = L, = 4,752m Pružná kritická síla: N. =, Poměrná štíhlost: =,, = 153 kn λ = A f = = 2 N. 153 Součinitel vzpěrnosti: χ = 0,196 pro křivku vzpěrnosti c N, = χ A f = 0, = 121kN N, = 121 kn > N = 69 kn M = W, f = 51, = 12kN M = 12 knm > M = 8 knm Navržený průřez vyhovuje. Z konstrukčních důvodů spoje stojiny s horní pásnicí zvolen profil HE200B, který má šířku d = 134 mm. VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 54

55 Diagonály a vodorovné pruty Tab seznam prvků Prvek č. Ned,tl [kn] Ned,ta [kn] L [mm] Diagonála ,56 Diagonála ,75 Vodorovný pás Diagonála Diagonála Vodorovný pás Diagonála Diagonála Vodorovný pás Vodorovný pás Diagonála Diagonála Vodorovný pás Diagonála Diagonála Vodorovný pás Diagonála Diagonála Vodorovný pás Diagonála Diagonála Vodorovný pás Diagonála Diagonála Vodorovný pás Vodorovný pás Diagonály Návrh na základě mezního stavu únosnosti TR 102/3,6 Návrh trubky průměru 102 mm a tloušťky 3,6 mm. A = 1113 mm i = 34,8 mm Posouzení mezního stavu únosnosti λ = L i = ,8 = 220 VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 55

56 λ = 93,9 235 f = 93, = 93,9 λ = λ λ = ,9 = 2,88 χ = 0,101 N, = =,, N, = 22,97 kn > N = 21 kn = 22,97kN Navržený průřez vyhovuje. Diagonály a vodorovné pruty jsou navrženy a posouzeny jako trubkové profily. Posudek viz tabulky tlaku a tahu. Tab posudek prvků na tlak č. pr. průřez A [mm 2 ] i [mm] l cr,1 [mm] l cr,2 [mm] l cr,eff [mm] [ - ] [ - ] [ - ] N b,rd [kn] N Sd [kn] 1 102/3, ,8 6324, , ,56 181,7 2,38 0,143 32,52 6, /3, ,8 6863, , ,75 197,2 2,58 0,123 27,98 18, /3, , ,4 2,26 0,154 35,03 4, /3, , ,5 2,51 0,132 30,02 8, /3, , ,5 2,51 0,132 30,02 13, /3, , ,4 2,26 0,154 35,03 4, /3, , ,5 2,51 0,132 30,02 13, /3, , ,5 2,51 0,132 30,02 11, /3, , ,4 2,26 0,154 35,03 4, /3, , ,4 2,26 0,154 35,03 3, /3, , ,4 2,37 0,143 32,52 5, /3, , ,8 2,88 0,101 22,97 21, /3, , ,4 2,26 0,154 35,03 9, /3, , ,0 2,36 0,143 32,52 1, /3, , ,0 2,36 0,143 32,52 9, /3, , ,4 2,26 0,154 35,03 4, /3, , ,5 2,51 0,132 30,02 6, /3, , ,5 2,51 0,132 30,02 4, /3, , ,4 2,26 0,154 35,03 3, /3, , ,5 2,51 0,132 30,02 9, /3, , ,5 2,51 0,132 30,02 7, /3, , ,4 2,26 0,154 35,03 3, /3, , ,5 2,51 0,132 30,02 9, /3, , ,5 2,51 0,132 30,02 7, /3, , ,4 2,26 0,154 35,03 2, /3, , ,4 2,26 0,154 35,03 6,00 Prvky vyhovují VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 56

57 Tab posudek prvků na tah č. pr. průřez N pl,rd [kn] N Sd [kn] 1 102/3,6 227,44 10, /3,6 227,44 6, /3,6 227,44 5, /3,6 227,44 7, /3,6 227,44 6, /3,6 227,44 4, /3,6 227,44 9, /3,6 227,44 7, /3,6 227,44 5, /3,6 227,44 3, /3,6 227,44 14, /3,6 227,44 5, /3,6 227,44 1, /3,6 227,44 1, /3,6 227,44 1, /3,6 227,44 6, /3,6 227,44 1, /3,6 227,44 1, /3,6 227,44 11, /3,6 227,44 1, /3,6 227,44 5, /3,6 227,44 11, /3,6 227,44 1, /3,6 227,44 4, /3,6 227,44 8, /3,6 227,44 4,00 Prvky vyhovují Posouzení svarů čelní vazby Tlak se přenese kontaktem, spoje posoudím na taženou síly. Z důvodu bezpečnosti jsou svary navrženy na minimální plochu styku trubek. Tedy obvodovou plochu, která vzniká řezem na osu trubky. Svar a =3 mm pro všechny prvky průřezu. Dle: τ = σ = 1 2 N al σ + 3 (τ + τ ) τ = 0 Mpa VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 57

58 Tab posudek prvků na svar č. pr. průřez průměr N Ed [kn] fe[mpa] fud[mpa] 1 102/3, ,00 14, , /3, ,00 8, , /3, ,00 7, , /3, ,00 10, , /3, ,00 8, , /3, ,00 5, , /3, ,00 13, , /3, ,00 10, , /3, ,00 7, , /3, ,00 4, , /3, ,00 20, , /3, ,00 7, , /3, ,00 1, , /3, ,00 1, , /3, ,00 1, , /3, ,00 8, , /3, ,00 1, , /3, ,00 1, , /3, ,00 16, , /3, ,00 1, , /3, ,00 7, , /3, ,00 16, , /3, ,00 1, , /3, ,00 5, , /3, ,00 11, , /3, ,00 5, ,3 Prvky vyhovují Posouzení svaru HE200B a IPE Prvek IPE je položen na sloupu HE200B. Svar bude umístěn podél stojny prvku HE200B po celé její délce. Svar bude přenášet zatížení V. Délka svaru L = mm τ = V a L f β γ 3 τ = 30MPa < 207MPa Svar vyhoví VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 58

59 2.5. Podélná vazba Příčné ztužidlo ve střešní rovině Diagonála z úhelníku Ve střeše jsou dvě rozdílné roviny. Ztužidla jsou pro obě roviny uvažována stejná. Návrh proveden podle maximální hodnoty. Počítám s taženými diagonálami, tlačené uvažuji za vybočené. N = 54 kn N = 20 kn L = 8,49 m L 70 x 6 A = 815 mm i = 21,3 mm Posouzení prutu N, =, =, ( ), N, = A f = = 191,5 kn N, = 78,7kN > N = 20 kn L = 0,95 L. = 0,95 8,49 = 8,06 m λ = L i = ,3 Diagonála vyhoví = 379 < 400 = 78,7kN VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 59

60 Svislice ztužidla Návrh na základě mezního stavu únosnosti TR 102/4,5 Návrh trubky průměru 102 mm a tloušťky 4,5 mm. A = 1378 mm i = 34,5 mm Posouzení mezního stavu únosnosti λ = L i = ,5 = 173,9 λ = 93,9 235 f = 93, = 93,9 λ = λ λ = 173,9 93,9 = 2,28 χ = 0,175 N, = =,, N, = 49 kn > N = 40 kn = 49kN Navržený průřez vyhovuje Ztužidlo podélné Ztužidla byla navržena a jsou posuzována jako trubkové pruty vystavené tahu a tlaku. Prvky 168/4,5 se v polovině protínají a tím napomáhají ke snížení délky. Tažený prut vždy stabilizuje tlačeny prut v jeho polovině proti vybočení, proto L = L/2. Prvky jsou posouzeny stejně jako prvky vazníků. Tab posudek prvků na tlak l cr,1 l cr,2 l cr,eff N b,rd N Sd č. pr. průřez A [mm 2 ] i [mm] [mm] [mm] [mm] [ - ] [ - ] [ - ] [kn] [kn] 1 168/4, , ,2 1,36 0, ,47 234, /4, , ,3 0,99 0, ,90 57, /4, , ,3 0,99 0, ,90 180, /4, , ,9 2,28 0, ,19 130,00 Prvky vyhovují VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 60

61 Tab posudek prvků na tah č. pr. průřez N pl,rd [kn] N Sd [kn] 1 168/4,5 713,40 221, /4,5 591,46 0, /4,5 591,46 36, /4,5 425,38 130,00 Prvky vyhovují Tab posudek prvků na svar aw =3mm č. pr. průřez průměr N Ed [kn] fe[mpa] fud[mpa] 1 168/4, ,00 197, , /4, , , /4, ,00 38, , /4, ,00 139, ,3 Prvky vyhoví 2.6. Patky Posouzení patek vetknutých Zatížení: N = 174,7 kn M = 267,65 knm V = 26,2 kn N, = 264,55 kn M, = 159,91 knm V, = 21,86 kn Geometrie: a = 1700 mm b = 540 mm VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 61

62 t = 50 mm r = 700 mm Beton C16/20 f = 16 MPa γ = 1,5 výška podlití = 50 mm Rozměry betonové patky: a b = 2000 mm x 1200 mm výška = 800 mm Započitatelné rozměry betonové patky a = min(a, 3a, a + h) = min(2000,3 1700, ) = 2000 mm b = min(b, 3b, b + h) = min(1200,3 540, ) = 1200 mm Součinitel koncentrace napětí k = a b a b = 1 Návrhová pevnost betonu f = 2 3 k f γ Přesah desky = 7,111 MPa c = t f 3 f = 100mm Účinná šířka patního plechu b = c = 360 mm e = M N N (e + r ) = N (r + a 2 x 2 ) VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 62

63 Kde N = b f Z těchto rovnic získána kvadratická rovnice pro x: b f x b f (2 r + a)x + 2N (e + r ) = 0 x, x jsou kořeny této kvadratické rovnice, fyziální smysl má kořen x. x = 92,32 mm Síla do kotevních šroubů vyplyne ze svislé podmínky rovnováhy: T = N N Průřez patky Patní plech: 50x540 mm Výztuhy 2xU300: A = = mm I = 2 80,3 10 mm A = 3177 mm Svařený průřez: A = = mm z = ΣA z A = 215 mm I = (215 25) , = mm Tlačená (pravá) strana patky M = N 0,9 x = 561 knm 2 V = N = 591kN VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 63

64 Tažená (levá) strana patky M = T 0,195 = 337 knm V = T = 481kN plastický posudek W, = mm W, = mm σ, = M W, = 105MPa < f = 355 MPa τ = V = 185MPa < 355 = 205 MPa M = 102,5 MPa < 185 MPa Nutno posoudit v normálové napětí v 2 bodě. σ = M I z = 50 MPa σ + 3 τ = 325 MPa < 355 MPa Průřez patky s výztuhami vyhoví Připojení podélné výztuhy k patním plechům Návrh koutový svar a = 6 mm, dva svary na jednu výztuhu U 300 Napětí ve svarech: τ = V A + V S, I 4a σ = N A + M I x τ = σ = σ / 2 Kde: A = = mm VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 64

65 I = = mm S, = (215 25) = mm Řez 1-1 τ = 110 MPa σ = 22 MPa τ = σ = 15,5 MPa σ + 3 (τ + τ ) = 194 MPa Řez 2-2 τ = 0,67 MPa σ = 25 MPa τ = σ = 18 MPa σ + 3 (τ + τ ) = 35 MPa Svary podélné výztuhy vyhoví. Kotevní šrouby f β γ = 360 MPa f β γ = 360 MPa Při určení sil do jednoho šroubu respektuji toleranci v osazení šroubu, kterou budu uvažovat +-50mm. T = T/2 = 240,5kN N,, = 240,5 kn Návrh M56x4 Posudek v místě závitu F, = 0,85 0,9 A f γ = 467 kn > 240,5kN Posudek v místě dříku průměr dříku je 60mm F, = A f γ Prvek vyhovuje = 1004 kn > 240,5kN VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 65

66 Kotevní příčník Návrh 2x U140 S235 A, = 1041 mm W, = mm V, = A, f = 282kN > 241 kn 3 Velký smyk je potřeba posoudit na kombinaci M+V M, = 48,5 knm > 47 knm Průřez a M, = 48 knm > 47 knm Průřez b M, = 31 knm > 24 knm Příčník vyhoví Přenos vodorovné posouvající síly do betonové patky V = 26,2 kn Smyková únosnost ve spáře mezi betonem a ocelí v důsledku tření V = μ N = 0,2 656 = 131 kn > 26,2 kn Pro přenos vodorovné síly od reakcí není potřeba zarážky. VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 66

67 Posouzení patek kloubových Zatížení: N = 80 kn V = 23 kn HE200B A = 7808 mm A = 2480 mm třída 1 pro tlak, S235 Geometrie: a = 1000 mm b = 1000 mm t = 40 mm Beton C16/20 f = 16 MPa γ = 1,5 výška podlití = 40 mm Rozměry betonové patky: a b = 1000 mm x 1000 mm výška = 800 mm Započitatelné rozměry betonové patky a = min(a, 3a, a + h) = min(1000,3 300, ) = 900 mm b = a = 900 mm Součinitel koncentrace napětí k = a b a b = 3,33 Návrhová pevnost betonu VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 67

68 f = 2 3 k f γ Přesah desky = 23,7 MPa c = t f 3 f = 89,4mm Účinná šířka přesahuje desku ale plně ji vyplňuje, navržená deska je tak využita v plné ploše. Účinná plocha A = mm Únosnost patky N = A f = 2133 kn > 80 kn Přenos vodorovné posouvající síly do betonové patky V = 23 kn Návrh šroubu do desky na smyk M16 Únosnost jednoho šroubu F, = 2 0,6 A = 50 kn Z důvodu konstrukčních zásad navrženy šrouby 2 2 F, = 100 kn > 23 kn Posudek desky na protlačení k = 2,5 α = 0,92 F, = 473 kn > 23 kn Návrh svaru desky a sloupu HE200B Svar bude umístěn podél stojny prvku HE200B po celé její délce. Svar bude přenášet zatížení V. Délka svaru L = mm τ = V a L f β γ 3 τ = 30MPa < 207MPa VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 68

69 vyhovuje 2.7. Detaily V této části jsou posouzeny detaily spojů, které nejsou řešeny v rámci prvků Detail A1 Posudek detailu uložení vazníku A. Tahová síla vstupující do táhla je 100 kn. Tu musí přenést oslabený plech šroubem. Šroub zachycující táhlo. A svary upevňující plech na vazník. Táhlo vybráno z nabídky táhel Detan 30 mm. F = 100 kn Návrh a posudek šroubu a usmyknutí Návrh čepu do desky na smyk M20 Únosnost jednoho čepu F, = 2 0,6 A = 108 kn F, > F Návrh a posudek oslabeného plechu na protlačení t = 40mm e = 67, mm k = 1,38 α = 0,75 F, = 261 kn > 100 kn Návrh a posudek svaru Plech je vytažen 10 mm po obvodu nad horní pásnici a je do ní zapuštěn. Plech je přivařen koutovým svarem na trubku horní a dolní pásnice. Koutové svary jsou vždy dva, každý na jedné straně plechu. L = ( ) 2 = 3374 mm Svar a =3 mm. Svar přenese VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 69

70 F = τ = 2576 kn a L F F Spoje vyhoví Smyková síla vstupující do sloupu je 28,25 kn. Tu musí přenést oslabený plech šrouby, šroubové spoje, stojná trubka a svary upevňující plech na sloup. V = 28,25 kn Posudek TR 89/8 ve smyku A = 1296 mm f = 355 MPa V, = A f = 265 kn γ 3 V, > V Posudek svaru trubky a desky ( U druhého sloupu hlavního vazníku je povolen vodorovný posun v ose vazníku vytváří posuvný kloub) Svar a =3 mm. F = F > V σ = 215 kn a L Únosnost jednoho šroubu Návrh čepu do desky na smyk M10 F, = 2 0,6 A = 27 kn F, > V Z konstrukčních důvodů navrhuji šrouby 4. Návrh a posudek oslabeného plechu na protlačení t = 40mm e = 64 mm k = 1,38 α = 1,39 VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 70

71 F, = 261 kn > 28,25 kn Svar plechu na sloup HE500B Svar a =3 mm. F = F > V σ = 626 kn a L Spoje vyhovují Detail A2 F = 272 kn(tlak) Návrh čepu do desky na smyk M34 8,8 F, = 2 0,6 A = 313 kn F, > F Návrh a posudek oslabeného plechu na protlačení t = 50mm e = 60 mm k = 2,5 α = 0,31 F, = 390 kn > 272 kn Návrh a posudek oslabeného plechu na protlačení t = 30mm e = 60 mm k = 2,5 α = 0,31 F, = = 468 kn > 272 kn VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 71

72 Návrh svaru plechu Svar a =3 mm pro všechny prvky průřezu. L= 136 mm N = 56 kn(tah) τ = σ = 1 2 N al σ + 3 (τ + τ ) = 185 MPa < 453 MPa Průřez vyhovuje Detail A3 Posudek svaru desky navržené dle tabulek detan a táhla detan upevněných na vazník. Zatížení od lana je F =0,33 kn. Návrh táhla detan 6. F = 5,4 kn > 0,33 kn Čep detan dle tabulek 6. Posudek svaru trubky a desky Svar a =3 mm. τ = σ = 1 2 N al σ + 3 (τ + τ ) = 0,5 MPa < 453 MPa Svar vyhoví VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 72

73 Detail B1 Smyková síla vstupující do sloupu je 23,4 kn. Tu musí přenést oslabený plech šrouby, šroubové spoje, stojná trubka a svary upevňující plech na sloup. V = 23,4 kn Posudek TR 89/8 ve smyku A = 1296 mm f = 355 MPa V, = A f = 265 kn γ 3 V, > V Posudek svaru trubky a desky Svar a =3 mm. F = F > V σ = 215 kn a L Únosnost jednoho šroubu Návrh čepu do desky na smyk M10/5,6 F, = 2 0,6 A = 27 kn F, > V Z konstrukčních důvodů navrhuji šrouby 4. Návrh a posudek oslabeného plechu na protlačení t = 40mm e = 50 mm k = 2,5 α = 1,14 F, = 388 kn > 23,25 kn VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 73

74 Svar plechu na sloup HE200B Svar a =3 mm. L=2*134 mm F = F > V σ = 268 kn a L Spoje vyhovují 3. Závěr V rámci diplomové práce byl navržen trojlodní skladový objekt v lokalitě města Hradec Králové. Objekt byl navržen jako trojlodní ocelová hala. Příčné vazníky byly navrženy jako girlandové vazníky v hlavní lodi haly s táhlem. Sloupy v halovém objektu byly navrženy z profilů HEB. Sloupy podél hlavní lodi skladového objektu byli navrženy z profilu HE500B a s vetknutými patkami. Sloupy podél okrajů skladového objektu byly navrženy z profilu HE200B a s kloubovými patkami. Skladový objekt byl navržen svou výškou tak, aby byli maximálně využity dosahy moderních vysokozdvižných vozíku. 4. Seznam použitých zdrojů [1] ČSN EN 1991 Zatížení staveb [2] ČSN EN 1993 Navrhování ocelových konstrukcí [3] Ocelové konstrukce pozemních staveb, Faltus [4] Kovové konstrukce Konstrukce průmyslových budov, Melcher, Straka [5] Ocelové konstrukce 10 tabulky, Wald [6] Ocelové konstrukce příklady, Eliášová, Sokol [7] Ocelové konstrukce 2 cvičení, Vraný,Eliášová, Jandera 5. Seznam použitých znaků a symbolů Všechny znaky a symboly v diplomové práci byli použity v souladu s [1] ČSN EN 1991 Zatížení staveb a [2] ČSN EN 1993 Navrhování ocelových konstrukcí. VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 74

75 6. Seznam příloh 1) Dispozice haly 2) Vnitřní příčná vazba 3) Kusovník materiálů 4) Čelní příčná vazba 5) Výrobní výkres vazníku A 6) Výrobní výkres vazníku B 7) Výrobní výkres sloupu HE500B 8) Výrobní výkres sloupu HE200B 9) Výkres detailů 10) Výkres čelní příčné vazby 11) Výkres vazníku A 12) Výkres vazníku B VUT FAST, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 75