Obr. 6.1 Zajištění tuhosti vícepodlažní budovy

Transkript

1 6 ZTUŽIDLA Ztužidla jsou prvky ocelové kostry, které zabezpečují stabilitu polohy konstrukce a přenesení vodorovných sil (tlaku a sání větru, odtud také starší název zavětrování) až do základů budovy. Ztužidla můžeme rozdělit podle využití jejich funkce na: a) trvalá, která trvale plní svoji funkci; b) montážní, která plní svoji funkci pouze po dobu výstavby. Prostorová tuhost konstrukce se získá tak, že se zajistí tuhost soustavy v podélném směru pomocí ztužidla probíhajícího napříč budovy, a tuhost soustavy v příčném směru pomocí ztužidla probíhajícího podélně. Ztužidla se skládají z částí vodorovných a svislých, přičemž vodorovné části umísťujeme do stropů a střechy, poloha svislých částí je dána přímkami půdorysné osnovy objektu. Návrh ztužidla je třeba provést tak, aby bylo zajištěno spolupůsobení vodorovných částí se svislými. Rozmístění ztužidel v rámci jednoho dilatačního úseku je třeba řešit v souladu s požadavky normy [7] na mezní rozměry dilatačních úseků, viz též přílohu IV.5. Příklady ztužidel jsou schematicky znázorněny na obr Obr. 6.1 Zajištění tuhosti vícepodlažní budovy PŘÍKLAD V hromadných garážích navrhneme uspořádání trvalých ztužidel v souladu s celkovou dispozicí budovy tak, aby tato nenarušovala provozní vlastnosti užitných prostor. Půdorysné rozmístění svislých ztužidel je navrženo: a) v příčném směru v pruhu parkovacích míst mezi vybranými stáními; b) v podélném směru v krajních řadách sloupů (k nimž bude přiléhat obvodový plášť). Vodorovná ztužidla umístíme pouze do střechy, přičemž ve stropech je vynecháváme s ohledem na dostatečnou tuhost stropní desky, viz odst. 6.. Ze statického hlediska dbáme, aby byla ztužidla souměrná k návětrné ploše. Vzdálenosti mezi ztužidly a vzdálenosti konců konstrukce (dilatačního úseku) od ztužidel je třeba dodržet podle přílohy IV.5. 1

2 Obr Zatížení ztužidel Zatížení větrem závisí: a) na klimatických poměrech v dané lokalitě, jež jsou charakterizovány hodnotou základního tlaku větru w 0 ; b) na výšce nad terénem a na drsnosti zemského povrchu, vyjádřené součinitelem výšky κ w ; c) na tvaru objektu, popsaným tvarovými součiniteli C w, udávajícími účinnost a rozložení zatížení větrem po povrchu objektu ve vzdušném proudu. ad a) Lokalita se nachází ve IV. větrové oblasti, jíž odpovídá základní tlak větru w 0 = 0,55 kn/m. ad b) Výšku objektu (vyššího než 10 m) rozdělíme ve smyslu čl. 171 normy [6] na dvě pásma s konstantním průběhem tlaku větru: 1. pásmo odpovídá 1. až 3. podlaží (výška pásma je a 1 = 9 m, výška středu pásma nad terénem je z 1 = 4,5 m),. pásmo odpovídá 4. podlaží (výška pásma je a = 3 m, výška středu pásma nad terénem je z = 10,5 m). Drsnost terénu je typu A (tj. okolní překážky nepřevyšují 10 m). Potom součinitel výšky pro každé pásmo je: Obr. 6.3

3 0,6 0,6 z1 4,5 κ w1 = = = 0,81< 1,00 κ w1 = 1,00, ,6 0,6 10,5 κ = z w = = 1, ad c) Tvarový součinitel C w stanovíme jako součinitel pro vnější povrch objektu C e, určující zatížení kolmé na plošnou jednotku povrchu objektu. K vyčíslení lze použít přílohu III.1. Obr. 6.4 Výsledné zatížení větrem je znázorněno na obr. 6.5, číselné hodnoty jsou přehledně uvedeny v následující tabulce. Obr. 6.5 zatěžovací stav normové zatížení součinitel zatížení výpočtové zatížení vítr příčný w 1,n = w 0 κ w1 C e = 0,55. 1, 00. 0,8 = w,n = w 0 κ w C e = 0,55. 1, 01. 0,8 = w 3,n = w 0 κ w1 C e = 0,55. 1, 00. 0,5 = w 4,n = w 0 κ w C e = 0,55. 1, 01. 0,5 = vítr podélný w 5,n = w 0 κ w1 C e = 0,55. 1, 00. 0,8 = w 6,n = w 0 κ w C e = 0,55. 1, 01. 0,8 = w 7,n = w 0 κ w1 C e = 0,55. 1, 00. 0,4 = w 8,n = w 0 κ w C e = 0,55. 1, 01. 0,4 = w 1,n = 0,440 kn/m w,n = 0,444 kn/m w 3,n = 0,75 kn/m w 4,n = 0,78 kn/m γ f = 1, w 5,n = 0,440 kn/m w 6,n = 0,444 kn/m w 7,n = 0,0 kn/m w 8,n = 0, kn/m γ f = 1, w 1,d = 0,58 kn/m w,d = 0,533 kn/m w 3,d = 0,330 kn/m w 4,d = 0,334 kn/m w 5,d = 0,58 kn/m w 6,d = 0,533 kn/m w 7,d = 0,64 kn/m w 8,d = 0,66 kn/m 3

4 6. Vodorovná trvalá ztužidla Tato ztužidla zabezpečují tuhost a stabilitu vodorovných částí skeletu (tj. stropů a střechy) a přenášejí účinky vodorovných sil do svislého ztužidla. Jsou vytvořena obvykle jako příhradové nosníky, jednoduché nebo složené pravoúhlé soustavy, s podporami v místech svislých ztužidel. Umísťují se zpravidla v každém podlaží. Nosníky stropní a střešní konstrukce se obvykle využijí jako pásy a příčky příhradoviny, výplňové pruty (diagonály) se provádějí z tyčí průřezu tvaru L, U, kruhového průřezu nebo trubek. Návrh vodorovného ztužidla odpadá, jestliže není potřebné z hlediska statického působení, nebo nahradí-li jeho funkci tuhá stropní deska. Z důvodů statických vynecháváme vodorovné ztužidlo tehdy, je-li svislá část ztužidla navržena v každé svislé vazbě (tzn. každá vazba je tuhá podle odst..1.1). Takovou soustavu navrhujeme jen v nízkých budovách, za použití svislých ztužidel rámových. Častěji funkci vodorovného ztužidla nahrazujeme tuhou stropní deskou, kterou lze vytvořit: a) monolitickou stropní deskou; b) zalitím plechových stropních panelů dostatečně tlustou vrstvou betonu; c) zmonolitněním stropu vytvořeného železobetonovými stropními prefabrikáty. PŘÍKLAD Uvádíme výpočet vodorovné části příčně působícího ztužidla, umístěné ve střešní konstrukci. Vodorovná část ztužidla se skládá ze dvou příhradových nosníků, soustavy pravoúhlé složené (neboli rhombické), jejichž pásy a příčky jsou tvořeny střešními vaznicemi a vazníky. Zkřížené diagonály (vzájemně nespojené) jsou navrženy z nerovnoramenných úhelníků L 65/50/5, orientovaných na výšku, viz obr Každý z obou nosníků přenese jednu polovinu zatížení působícího v rovině střechy. Jejich působení uvažujeme jako prostý nosník s převislými konci: rozpětí nosníku je l b = 35,7 m, délka převislých konců je l a = 0,4 m. Diagonály jsou vyrobeny z oceli S 35 (f y = 35 MPa, f u = 360 MPa, γ M0 = γ M1 = 1,15, γ M = = 1,30). Zatížení Zatížení příčným větrem, uvedené přehledně v odst. 6.1, působí na zatěžovací šířce b = = 1,5 m, jež odpovídá horní polovině posledního podlaží. Mezní stav únosnosti Nosník budeme nejprve řešit jako celistvý prut, jehož složky vnitřních sil následně rozložíme do jednotlivých prvků příhradové soustavy. Zatěžovací schéma jednoho ztužidla sestává ze spojitého rovnoměrného zatížení q působícího po celé jeho délce, viz obr. 6.6: q = 0,5 (w,d + w 4,d ) b = 0,5. (0, ,334). 1,5 = 0,650 knm 1. Statické řešení nosníku, viz obr. 6.6: reakce: R ( a) = R( b) = 0,5 q lc = 0,5. 0, ,5 = 4,9 kn ; posouvající síly: V ( ca) = V( db) = 0 kn, V ( ac) = V( bd ) = q la = 0,650. 0,4 = 13,3 kn, 4

5 V ( ab) = V( ba) = V( ac) + R( a) = 13,3 + 4,9 = + 11,6 kn ; ohybové momenty: 1 1 M ( ) ( ). 0,650. 0,4 a = M b = q la = = 135 knm, 1 1 M ( ) ( ) , ,7 a b = M a + q lb = + = 31 knm. 8 8 Nejvíce namáhaná pole příhradového nosníku jsou vně podepření. Obr. 6.6 Ohybový moment přisoudíme pásům příhradoviny, potom střešní vaznice budou v těchto místech namáhány normálovou silou, viz obr. 6.7: M ( a) 135 N P = = = 4,1 kn. L 1 5,6 Na tuto sílu je potřeba vaznici též nadimenzovat. Poznamenejme, že vaznice je současně zatížena příslušnými prvky střešní konstrukce, sáním větru (téhož větru, který vyvolal sílu N P ), případně sněhem a soustředěným břemenem. Účinky nahodilých zatížení (tedy i síla N P ) se vynásobí odpovídajícím součinitelem kombinace ψ c. Výpočet zde neuvádíme. Posouvající sílu přisoudíme pouze účinné (rozuměj tažené) diagonále (druhá, tlačená diagonála, pro svou štíhlost vybočí a je z funkce). Účinná diagonála bude tedy namáhána návrhovou tahovou silou, viz obr. 6.7: V( ac) 13,3 N D, Sd = = = 18,0 kn. sinα sin 47,7 5

6 Obr. 6.8 Obr. 6.7 Průřezové charakteristiky navrženého profilu L 65/50/5 převezmeme z tabulek, viz např. [], [16]: A = 554 mm, i = 0,5 mm. y Výplňové pruty se posoudí na únosnost a na mezní štíhlost: návrhová únosnost neoslabeného průřezu v tahu: A f y N pl, Rd = = = 113 kn N D, Sd = 18,0 kn vyhovuje; γ 1,15 M 0 štíhlost taženého prutu ve svislé rovině: LD 7570 λy = = = 369 λlim = 400 vyhovuje. i 0,5 y Mezní stav použitelnosti Nosník budeme řešit přibližně podle elementární teorie celistvých ohýbaných prutů. Náhradní (efektivní) moment setrvačnosti stanovíme z účinné plochy střešních vaznic, viz odst. 3.5: Ieff = AP L1 = = 10,6.10 mm. Obr. 6.9 Složky deformací určíme pomocí principu superpozice, za použití vztahů odvozených pro prostý nosník a konzolu, dle následujícího schématu, viz obr. 6.10: složky vnějších sil: q = 0,5 (w,n + w 4,n ) b = 0,5. (0, ,78). 1,5 = 0,54 knm 1, 1 1 M = q l. 0,54. 0,4 a = = 113 knm ; 6

7 deformace vnitřního pole: q lb 5. 0, v 1 =. = = 5,1 mm, E I , eff 1 q lb 0, ϕ = = = rad, 9 4 E I ,6.10 eff 1 M lb v =. = = 8,1 mm, 9 8 E I ,6.10 eff 6 1 M lb ϕ = = = rad, 9 E I ,6.10 eff v = v + v = 5,1 8,1 = 3,0 mm, = ϕ1 + ϕ = ϕ = rad ; deformace převislého konce: q la 0, v 4 =. = = 5,3 mm, 9 8 E I ,6.10 eff l a = 6 = v4 + v5 = 5,3 + 9,1 = 14,4 mm v = ϕ = ,1 mm, v ; celkový vodorovný průhyb: δ = v v = 14,4 + 3,0 17,4 mm. 6 3 = 6 Obr

8 Velikost mezních deformací vodorovných ztužidel není normou stanovena, podle [1] lze připustit hodnotu 1/500 šířky návětrné plochy: lc δ, dop = = = 153 mm δ = 17,4 mm vyhovuje Přípoj diagonály V přípoji se navrhne styčníkový plech přivařený k vazníku tupým svarem, k němuž se přišroubuje kratší příruba diagonály. Rozmístění a rozměry spojovacích prostředků jsou řešeny v souladu s příslušnými požadavky norem [7] a [8], viz též přílohu IV.. Spoj musí zajistit přenos tahové síly v diagonále N D,Sd = 18,0 kn. Únosnost styčníkového plechu Obr Ke stanovení únosnosti lze použít tabulkových hodnot tloušťky styčníkových plechů uvedených v příloze IV.4: N t 6 mm = 150 kn N, = 18,0 vyhovuje. Rd ( ) kn p = D Sd Únosnost šroubů Šrouby M1 navrhneme jako hrubé (nepředepnuté), pevnostní třídy 4.6. Převládat bude namáhání smykem, přičemž závity nechť nezasahují do střihových rovin. Jedná se potom o skupinu šroubů ve spoji kategorie A podle čl normy [7], jejíž únosnost se posoudí ve střihu a v otlačení: návrhová smyková síla působící na 1 šroub: N D, Sd 18,0 F v, Sd = = = 9,0 kn, Nb Obr. 6.1 kde N b = je počet šroubů ve spoji; geometrické a materiálové charakteristiky šroubu (viz též přílohu IV.): d =1 mm jmenovitý průměr šroubu, A =113 mm plná průřezová plocha dříku šroubu, f = 400 MPa, γ =1, 45 mez pevnosti a dílčí součinitel spolehlivosti materiálu šroubu; ub Mb 8

9 únosnost ve střihu pro počet střihových rovin n = 1: 0,6 fub A 0, Fv Rd n = 1. = 18,7 kn Fv, γ 1,45, = Sd = Mb 9,0 kn únosnost v otlačení: e1 30 = = 0,77 3 d p = = 1,03 α = min 3 d = 0,77, f 400 ub = = 1,11 fu 360 1,0 tl = 5 t = min = 5 mm tloušťka otlačovaného materiálu, t p = 6,5 α fu d t,5. 0, Fb Rd = = = 8,7 kn Fv, Sd γ 1,45, = Mb Únosnost oslabeného profilu vyhovuje; 9,0 kn Možné způsoby porušení jsou znázorněny na následujícím obrázku. vyhovuje. eq Obr Únosnost v řezu č. 1 podle čl normy [30]: oslabená plocha: A = 480 mm průřezová plocha ekvivalentního rovnoramenného úhelníku L 50/5 s rameny o velikosti kratší příruby, Anet = Aeq tl d0 = = 415 mm účinná průřezová plocha úhelníku; redukční součinitel únosnosti nesymetrického připojení úhelníku šrouby: 0,7 0,4 0,7 0,4 < 0,7 β = + ( ) = + ( ) 0,4 p1,5 0,4 50,5.13 = 0,56 5,5 d 0 ; d0 d0 5.13,5.13 > 0,4 návrhová únosnost oslabeného průřezu v tahu: β Anet fu 0, Nu, Rd = = = 64,4 kn N D, Sd = 18,0 kn vyhovuje. γ 1,30 M Únosnost v řezu č. podle čl normy [30]: účinná smyková plocha: L = 50 mm osová vzdálenost koncových děr ve smykové ploše, v 9

10 L 1 = a1 = 30 mm 5 d = 5. 1 = 60 mm, fu 360 L = ( a k d0 ) = ( 0 0,5.13). = 0,7 mm, f 35 L y kde k = 0,5 je součinitel pro jednu řadu šroubů, = L + L + L = ,7 101 mm v, eff v 1 =, v, eff = tl Lv, eff = = 505 mm A ; návrhová střihová únosnost: Av, eff f y Veff Rd = = 59,6 kn N γ 3 1,15. 3, = D, Sd = M 0 18,0 kn vyhovuje. 6.3 Svislá trvalá ztužidla Tato ztužidla zabezpečují tuhost a stabilitu budovy jako celku a přenášejí akce vodorovného ztužidla do základů. Svislá ztužidla mohou být příhradová nebo rámová. Volba konstrukčního provedení závisí na předpokládaném členění užitných prostor, přičemž se připouští kombinace rámu a příhradoviny v různých směrech budovy. Rámová ztužidla se vytvoří tuhým připojením příčlí ke sloupům. Jejich výhodou je, že nezasahují rušivě do členění vnitřních prostor, nevýhodami jsou pracné styky a velké rozměry stojek i příčlí, oproti příhradovým ztužidlům vykazují větší spotřebu oceli a u vysokých budov velké vodorovné posunutí. K vytvoření příhradového ztužidla se využívají sloupy jako pásy, příčle jako příčky. Výplňové pruty (diagonály) se při malých osových silách provádějí z tyčí průřezu tvaru L, U, nebo trubek, při velkých osových silách z tyčí průřezu tvaru I, H, příp. svařovaných profilů. Příhradová ztužidla jsou obecně oproti rámovým výrazně tužší, konstrukčně jednodušší a výrobně levnější. Často se příhradovina zakrývá stěnami, avšak otvory ve stěně (okna, dveře) vyžadují nejrozmanitějšího uspořádání diagonál, viz obr. 6.14, někdy je nutno spokojit se s příhradami neúplnými (tzv. vzpěrkové ztužidlo). Obr Soustavy svislých příhradových ztužidel Půdorysné rozmístění ztužidel musí být takové, aby byl systém schopen přenášet nejen vodorovné zatížení v libovolném směru, ale i moment kroutící okolo svislé osy. Proto musí mít roviny ztužidel alespoň dvě průsečné hrany (tj. nesmí se všechny protínat v jedné hraně), viz obr Návrh svislého ztužidla odpadá, jestliže tuhost a stabilitu konstrukce zabezpečíme jiným způsobem, např. tuhým betonovým jádrem nebo nosnými stěnami z betonu či zdiva (u nízkých budov). Poznamenejme, že s výplňovým zdivem a dělicími příčkami se při posuzování tuhosti budovy nepočítá. 10

11 Obr Příklady správného a nesprávného rozmístění ztužidel v půdorysu Poznámky k výpočtu příhradových ztužidel Při výpočtu příhradového ztužidla složené soustavy často uvažujeme s působením pouze tažených diagonál (ostatní, tlačené diagonály, pro svou štíhlost pružně vybočí a jsou z funkce), potom příhradovina nabude statické i tvarové určitosti. Takové ztužidlo s netuhými diagonálami je však vhodné jen pro nízké budovy. Naproti tomu u příhradového ztužidla s tuhými diagonálami (přenášejícími též tlaky) je potřeba mít na zřeteli postupné zkracování sloupů během výstavby vlivem rostoucího napětí v tlaku (zatížení), což má za následek i zkracování výplňových prutů. Problém lze řešit následujícími způsoby: a) ztužidla neumísťovat do definitivní polohy; b) v diagonálách počítat s přídavným (tlakovým) napětím, které vzniká jejich zkrácením; c) eliminovat napětí vznikající ve výplňových prutech jejich předpětím. PŘÍKLAD Dále uvádíme výpočet svislých částí příčně působícího ztužidla, umístěných v krajních parkovacích pruzích mezi vybranými stáními. Jedná se o čtyři příhradové konzoly vetknuté do základové konstrukce. Výška (vyložení) konzoly je h v = 1 m. Příhradovina je soustavy pravoúhlé složené (neboli rhombické), jejíž pásy jsou tvořeny hlavními sloupy budovy, příčky pak stropními průvlaky, resp. střešními vazníky. Zkřížené diagonály (uprostřed vzájemně stykovány) jsou navrženy jako netuhé z dvojice rovnoramenných úhelníků L 80/6, viz obr Protože jsou ztužidla souměrná k návětrné ploše, a také stejných tuhostí, přenese každé z nich jednu čtvrtinu zatížení působícího v příčném směru budovy. Diagonály jsou z oceli S 35 (f y = 35 MPa, f u = 360 MPa, γ M0 = γ M1 = 1,15, γ M = 1,30). Zatížení Zatížení příčným větrem, uvedené přehledně v odst. 6.1, působí na zatěžovací šířce odpovídající délce budovy l c = 76,5 m. Mezní stav únosnosti Nosník budeme nejprve řešit jako celistvý prut, jehož složky vnitřních sil následně rozložíme do jednotlivých prvků příhradové soustavy. Zatěžovací schéma jednoho ztužidla sestává ze spojitých rovnoměrných zatížení q 1 a q působících na oblastech a 1 = 9 m a a = 3 m, viz obr. 6.16: q 1 = 0,5 (w 1,d + w 3,d ) l c = 0,5. (0,58 + 0,330). 76,5 = 16,4 knm 1, q = 0,5 (w,d + w 4,d ) l c = 0,5. (0, ,334). 76,5 = 16,6 knm 1. 11

12 Obr Statické řešení nosníku, viz obr. 6.16: vodorovná reakce: R = q1 a1 + q a = 16, ,6. 3 = 197 kn ; posouvající síla v podpoře: V = R =197 kn ; ohybový moment v podpoře: M = q1 a1 z1 + q a z = 16, ,5 + 16, ,5 = 1187 knm. Nejvíce namáhané pole příhradové konzoly je v úrovni 1. podlaží. Ohybový moment přisoudíme pásům příhradoviny, potom sloupy budou v těchto místech namáhány normálovou silou, viz obr. 6.17: M 1187 N C = = = 1 kn. L 1 5,6 Na tuto sílu je potřeba sloup též nadimenzovat. Poznamenejme, že sloup je současně zatížen vlastní tíhou, prvky stropní a střešní konstrukce, sáním větru (téhož větru, který vyvolal sílu N C ), případně užitným zatížením a sněhem. Účinky nahodilých zatížení (tedy i síla N C ) se vynásobí odpovídajícím součinitelem kombinace ψ c. Výpočet je uveden v odst. 5.. Obr Obr Posouvající sílu přisoudíme pouze účinné diagonále, která bude namáhána návrhovou tahovou silou, viz obr. 6.17: 1

13 V 197 N D, Sd = = = 4 kn. cos α cos 8, Průřezové charakteristiky navrženého profilu L 80/6 převezmeme z tabulek, viz např. [], [16]: A = 935 mm, i = 4,5 mm. y Výplňové pruty se posoudí na únosnost a na mezní štíhlost: návrhová únosnost neoslabeného průřezu v tahu: A f y N pl, Rd = = = 38 kn N D, Sd = 4 kn vyhovuje; γ 1,15 y M 0 štíhlost taženého prutu ve svislé rovině: 0,5 LD 0, λy = = = 19 λlim = 400 vyhovuje. i 4,5 Mezní stav použitelnosti Konzolu budeme řešit přibližně podle elementární teorie celistvých ohýbaných prutů. Náhradní (efektivní) moment setrvačnosti stanovíme podle [1] z průměrné hodnoty plochy sloupů v prvním a posledním podlaží, viz odst. 5.: 3 3 7, , A C = = 6,6.10 mm, Ieff = AC L1 =. 6, = mm. Zatěžovací schéma ztužidla by se mělo uvažovat jako spojité zatížení rozdělené na dvě pásma s konstantním průběhem. Vzhledem k malému rozdílu hodnot obou zatížení budeme v dalším brát Obr průměrné zatížení q působící po celé výšce konzoly: w1, n + w, n w3, n + w4, n q = 0,5 + lc = 0, ,444 0,75 + 0,78 1 = 0, ,5 = 13,7 knm Uvedené zjednodušení je ve srovnání s použitou metodou výpočtu nepodstatné. Obr. 6.0 Deformace samotného svislého ztužidla není obvykle při posouzení použitelnosti konstrukce rozhodující. Je potřeba ověřit dodržení mezních posunutí vrcholů všech sloupů v budově. Vodorovné přetvoření sloupů se stanoví na základě deformace ztužidla jako celku (tj. svislých i vodorovných částí dohromady): 13

14 průhyb svislého ztužidla ve vrcholu (jakožto podpory vodorovného ztužidla): q hv 13, v v =. = = 1,6 mm ; 9 8 E I eff největší průhyb vodorovného ztužidla vztažený k přímce spojující vrcholy svislých ztužidel: v 6 =14,4 mm (viz odst. 6.); největší posunutí vrcholu sloupu: δ = + v = 1,6 + 14,4 16,0 mm ; v v 6 = mezní hodnota vodorovného průhybu (pro sloupy budov bez jeřábových drah): hv δ, lim = = = 4,0 mm δ = 16,0 mm vyhovuje Obr. 6.1 Přípoj diagonály V přípoji se navrhne styčníkový plech přivařený ke sloupu tupým svarem, k němuž se přišroubují příruby diagonály. Rozmístění a rozměry spojovacích prostředků jsou řešeny v souladu s příslušnými požadavky norem [7] a [8], viz též přílohu IV.. Spoj musí zajistit přenos tahové síly v diagonále N D,Sd = 4 kn. Obr

15 Únosnost styčníkového plechu Ke stanovení únosnosti lze použít tabulkových hodnot tloušťky styčníkových plechů uvedených v příloze IV.4: N t 8 mm = 50 kn N, = 4 vyhovuje. Rd ( ) kn p = D Sd Únosnost šroubů (viz též přílohu IV.): d = 0 mm jmenovitý průměr šroubu, Šrouby M0 navrhneme jako hrubé (nepředepnuté), pevnostní třídy 4.6. Převládat bude namáhání smykem, přičemž závity nechť nezasahují do střihových rovin. Jedná se potom o skupinu šroubů ve spoji kategorie A podle čl normy [7], jejíž únosnost se posoudí ve střihu a v otlačení: návrhová smyková síla působící na 1 šroub: N D, Sd 4 F v, Sd = = = 56 kn, Nb 4 kde N b = 4 je počet šroubů ve spoji; geometrické a materiálové charakteristiky šroubu A = 314 mm plná průřezová plocha dříku šroubu, f = 400 MPa, γ =1, 45 mez pevnosti a dílčí součinitel spolehlivosti materiálu šroubu; ub Mb únosnost ve střihu pro počet střihových rovin n = : 0,6 fub A 0, Fv Rd n =. = 104 kn Fv, γ 1,45, = Sd = Mb 56 kn vyhovuje; únosnost v otlačení: e1 45 = = 0,71 3 d p = = 0,94 α = min 3 d = 0,71, f 400 ub = = 1,11 fu 360 1,0 tl =. 6 = 1 t = min = 8 mm tloušťka otlačovaného materiálu, t p = 8,5 α fu d t,5. 0, Fb, Rd = = = 70,5 kn Fv, Sd = 56 kn vyhovuje. γ 1,45 Mb Obr

16 Únosnost oslabeného profilu Možné způsoby porušení jsou znázorněny na následujícím obrázku. Obr. 6.4 Únosnost v řezu č. 1 podle čl normy [30]: oslabená plocha: A = 935 mm plná průřezová plocha rovnoramenného úhelníku, Anet = A tl d0 = = 809 mm účinná průřezová plocha úhelníku; redukční součinitel únosnosti nesymetrického připojení úhelníku 3 či více šrouby: 0,7 0,5 0,7 0,5 < 0,7 β = + ( ) = + ( ) 3 0,5 p1,5 0,5 75,5. 1 = 0,59 5,5 d 0 ; d0 d0 5. 1,5. 1 > 0,5 návrhová únosnost oslabeného průřezu v tahu: β3 Anet fu. 0, Nu, Rd = = = 64 kn N D, Sd = 4 kn vyhovuje. γ 1,30 M Únosnost v řezu č. podle čl normy [30]: účinná smyková plocha: L = 5 mm osová vzdálenost koncových děr ve smykové ploše, v L 1 = a1 = 45 mm 5 d = 5. 0 = 100 mm, fu 360 L = ( a k d0 ) = ( 35 0,5. 1). = 37,5 mm, f 35 L y kde k = 0,5 je součinitel pro jednu řadu šroubů, = L + L + L = ,5 308 mm v, eff v 1 =, v, eff = tl Lv, eff = = 1848 mm A ; návrhová střihová únosnost: Av, eff f y Veff Rd = = 436 kn N γ 3 1,15. 3, = D, Sd = M 0 4 kn vyhovuje. 16

17 Ztužidlo je také nutno posuzovat na účinek tzv. stabilizujících sil působících vlivem vzpěrného tlaku ve sloupech budovy. V bodech sloupu, které jsou ztužidlem zajištěny proti vybočení zavedeme vodorovné stabilizující síly, jejichž velikost uvažujeme přibližně jako 1/100 tlakové síly působící v zajišťovaném prutu. Výpočet zde neuvádíme. 6.4 Montážní ztužidla Tato ztužidla zabezpečují tuhost a stabilitu ocelové kostry nebo její části v průběhu montáže. Skládají se rovněž z částí vodorovných a svislých. Používají se všude tam, kde trvalá ztužidla nejsou navržena, resp. neslouží svému účelu v době výstavby. Montážní ztužidla se navrhují podle stejných zásad jako ztužidla trvalá. Bývají zatížena menšími silami, protože řada doplňkových konstrukcí (např. obvodový plášť) se osazuje až po úplném dokončení nosné konstrukce. Musí však být schopna přenášet síly od montážních pomůcek (např. kotvení jeřábů, stavebních výtahů apod.). Montážní ztužidla bývají zpravidla příhradová, jednoduché či složené pravoúhlé soustavy nebo polopříčkové soustavy. Výplňové pruty se provádějí z úhelníků, plochých či kruhových tyčí nebo trubek. Přípoje mají umožnit dobrý přístup ke ztužidlům při jejich demontáži. Vodorovná montážní ztužidla zajišťují geometrický tvar půdorysu a tuhost stropu po dobu tuhnutí betonové směsi ve stropech. Umísťují se obvykle v každém podlaží, někdy však jen v úrovni montážních styků sloupů. Svislá montážní ztužidla zajišťují provedení svislosti nosné konstrukce, zabezpečují ji proti natočení a převržení od vodorovných sil v době, kdy ještě ocelová kostra není prostřednictvím stropů spojena s betonovým jádrem. Umísťují se do rovin, které jsou staticky nejvýhodnější, bez ohledu na to, zda v těchto rovinách po dokončení stavby budou otvory či nikoliv. 17