Konstrukční formy. Prvky kovových konstrukcí. Podle namáhání. Spojování prvků. nosníky - ohýbané, kroucené, kombinace. staticky - klouby, vetknutí

Transkript

1 Konstrukční formy Prvky kovových konstrukcí tyčové plošné Podle namáhání pruty - tlačené, tažené nosníky - ohýbané, kroucené, kombinace Spojování prvků konstrukčně - svary, šrouby, (nýty) staticky - klouby, vetknutí Nosné konstrukce III 1

2 Plnostěnné nosníky válcovaný nosník svařovaný nosník prolamovaný nosník a) výroba, b) statické působení, c) průběh napětí Nosné konstrukce III 2

3 Příhradové nosníky Nejrozšířenější konstrukční forma - kdy plnostěnné provedení je těžké a nehospodárné Nižší spotřeba materiálu a vlastní tíha, vyšší pracnost a obtížnější údržba. Výška (prostý nosník) cca 1/10, aby vyhovoval průhyb. Při neúměrné výšce menší síly, štíhlejší pruty, větší vliv stability. Nosníky - rovinné - prostorové Montážní díly m Statické řešení - zatížení - mimostyčné převést na styčné - síly v prutech - návrh prutů - celkový průhyb - přípoje ve styčnících Nosné konstrukce III 3

4 Příhradové nosníky Geometrické tvary příhradových nosníků a) pohled, b) příčný řez Nosné konstrukce III 4

5 Příhradové nosníky Řešení styčníků příhradové konstrukce a) z otevřených profilů, b) z trubek Nosné konstrukce III 5

6 Detaily trubek Prostorové proniky trubek Nosné konstrukce III 6

7 Tlačené pruty celistvé a členěné Vzpěrná pevnost vliv štíhlosti l/i Členěný prut - dílčí pruty spojené rámovými spojkami, vložkami, příhradovými spojkami Statické chování - vybočení dílčího prutu a celkové vybočení Prut Mezní štíhlost pruty příhradových nosníků a sloupy budov 180 pruty ztužidel namáhané větrem a brzdnými silami, výplňové pruty sloupů, klopení nosníků pruty ztužidel, zajišťujících vzpěrné délky jiných prutů a přímo nezatížené pruty, pruty v montážním stádiu Nosné konstrukce III 7

8 Tlačené pruty celistvé a členěné Tlačené pruty a) celistvé, b) členěné Nosné konstrukce III 8

9 Tažené pruty Rozhoduje účinná plocha a pevnost materiálu Mezní štíhlost tuhé prvky a ohebné vlákno Přípoje Nosné konstrukce III 9

10 Tenkostěnné konstrukce Velmi hospodárné - větší sortiment profilů Boulení - stabilita stěn - stěna volná a vyztužená - účinná šířka - účinný průřez Tvarování profilu - výztuhy a prolisy Borcení podporových průřezů ČSN EN Eurokód 3: Navrhování ocelových konstrukcí Část 1-3: Obecná pravidla Doplňující pravidla pro tenkostěnné za studena tvarované prvky a plošné profily -Část 1-5: Boulení stěn Nosné konstrukce III 10

11 Tenkostěnné konstrukce Boulení tenkostěnného průřezu C Nosné konstrukce III 11

12 Spřažené konstrukce Spolupůsobení materiálů - využití výhodných vlastností - zvýšená pracnost Tlačené prvky - ocelový plášť a betonové jádro - betonové prvky s tuhou výztuží Ohýbané prvky - betonová část v tlaku, ocelová v tahu účelnost návrhu - smyk za ohybu - prvky spřažení - vliv výroby a montážních stádií Nosné konstrukce III 12

13 Spřažené konstrukce Spřažené prvky - a) statické chování b) kozlíky s táhly c) třmeny d) spirála e) trny f) plechové zarážky g) spřahovací lišta Nosné konstrukce III 13

14 Spřažené konstrukce Spřahující trny Nosné konstrukce III 14

15 Uložení a kotvení Návaznost ocelové konstrukce na základy, suterén, jádro, stěny Požadavky - statické - bezpečný přenos sil, tuhost a volnost vetknutí, kloub, posuv tlak, tah, moment, příčná síla - konstrukční - montážní Nosné konstrukce III 15

16 Uložení nosníků Nosné konstrukce III 16

17 Kotevní šrouby a) nenosné b) nosné předem zabetonované šrouby, c) nosné do kotevního roštu d) ocelová hmoždinka Nosné konstrukce III 17

18 Ocelové patky kloubová vetknutá Nosné konstrukce III 18

19 Mechanické spojování Nýtové spoje - za tepla - náročné a pracné - rekonstrukce histor. staveb - staticky působí jako šroubové spoje Šroubové spoje - bez vlivu počasí, bez nároků na kvalifikaci - možnost demontovat - oslabení průřezu otvory (v tažené oblasti) - výběr místa - omezený posuv - oválné otvory -členitý povrch - údržba, vzhled - statická funkce - porušení ve smyku, otlačení, tahem, snížení únosnosti páčením hlavy Třecí spoje - VP šrouby - vzhled šroubového spoje, odlišné staticky - tuhý spoj - lze kombinovat se svary - únosnost dána velikostí tření - průměr šroubu, utahovací moment - svěrná síla, součinitel tření - úprava třecích ploch Nosné konstrukce III 19

20 Mechanické spojování a) šroub s maticí a podložkou b) nýt s půlkulatou hlavou Třecí spoj s VP šroubem a) s jednou třecí plochou b) se dvěma třecími plochami Nosné konstrukce III 20

21 Namáhání šroubových spojů Namáhání šroubů a) příčně namáhané šrouby dvojstřižné, b) jednostřižné, c) tah dříku (tah za hlavu), d) kombinace přímé s osové síly, e) páčení hlav šroubů Nosné konstrukce III 21

22 Svařování podle způsobu - plamenem, odporové, obloukem, pod struskou podle účelu - nosné, těsnící, nenosné, stehové podle tvaru - viz obrázek a) tupé, b) koutové, c) děrový, d) žlábkový, e) průvarový, f) lemový Nosné konstrukce III 22

23 Svařování napětí v koutovém svaru značení svarů a) obvodový svar (kolem dokola), b) montážní svary, c) oboustranný svar, d) jednostranný na lícní straně, e) jednostranný na rubové straně, f) oboustranný v řezu Nosné konstrukce III 23

24 Ochrana proti ohni Směrnice 89/106/EEC: Stavba musí být navržena a provedena tak, aby v případě požáru: byla po stanovenou dobu zachována únosnost konstrukce byla omezena tvorba a šíření kouře na stavbě bylo omezeno šíření požáru na sousední stavbu mohli uživatelé opustit budovu nebo mohli být jiným způsobem evakuováni byla brána v úvahu bezpečnost záchranných jednotek Nosné konstrukce III 24

25 Ochrana proti ohni Komplexní problém - dispoziční uspořádání, velikost požárních úseků, odstupy, únikové cesty, hlásný systém, prostředky pro boj s ohněm, odolnost nosné konstrukce. Požární zatížení - množství hořlavin / m 2 Doba požární odolnosti - schopnost přenášet zatížení (15, 30, 45, 60 min) Nosné konstrukce III 25

26 Účinek zvýšené teploty změny mechanických vlastností (klesá modul pružnosti čímž rostou deformace, klesá mez kluzu i pevnost); tepelná roztažnost ( jeli bráněno dilataci, vznikají napětí) Nosné konstrukce III 26

27 Účinek zvýšené teploty Zkouška lokálního požáru (KONSTRUKCE 4/2007) Nosné konstrukce III 27

28 Ochrana ocelové konstrukce zabránění přístupu tepla omítky sádrovermikulitové, sádroperlitové, vápenné obklady z anorganických hmot (sádroperlitové, perlitbetonové, sádrové, sádrokartonové) obezdívky a obetonávky zpěňující nátěry a tmely odvod tepla z konstrukce předsazení chlazení Nosné konstrukce III 28

29 Ochrana proti korozi a údržba Ochrana proti korozi konstrukční řešení povrchová ochrana odolnější materiál údržba volba profilů nátěry uspořádání detailů povlaky odolnějších kovů plastických hmot keramických smaltů kombinace Nosné konstrukce III 29

30 Ochrana proti korozi Typy atmosférického prostředí Venkovské atmosférické prostředí bez významného znečištění korozivními látkami Městské atmosférické prostředí s hustým osídlením bez velkých průmyslových objektů Průmyslové atmosférické prostředí se silnou průmyslovou činností Přímořské atmosférické prostředí nad mořskou hladinou nebo pevninou ovlivněnou vzdušnou salinitou Přímořské a průmyslové atmosférické prostředí atmosféra v blízkosti pobřeží a silnou koncentrací průmyslu Nosné konstrukce III 30

31 Ochrana proti korozi Stupeň korozní agresivity Úbytek oceli (g/m 2 ) Úbytek tloušťky (mm) C1 Velmi nízká < 10 < 0,00127 C2 Nízká > 10 až 200 > 0,00127 až 0,025 C3 Střední > 200 až 400 > 0,025 až 0,051 C4 Vysoká > 400 až 650 > 0,051 až 0,083 C5 Velmi vysoká > 650 až 1500 > 0,083 až 0, Nosné konstrukce III 31

32 Ochrana proti korozi konstrukční řešení hladký a jednoduchý povrch masivní prvky odtok vody nehromadí se nečistoty očištění povrchu mechanicky (oklep, kartáč, otryskání plamenem chemicky organické nátěry základní nátěr systém vrchních nátěrů povlaky plastických hmot kovové povlaky zinek hliník keramické smalty ocel se zvýšenou odolností klasifikace prostředí C1 velmi nízká C2 nízká C3 střední C4 vysoká C5 velmi vysoká Nosné konstrukce III 32

33 Ochrana proti korozi Aplikace nátěrového systému na ocelovou konstrukci (KONSTRUKCE 6/2007) Nosné konstrukce III 33

34 Ochrana proti korozi Mikrostruktura povlaku zinku (KONSTRUKCE 5/2007) Nosné konstrukce III 34