NK 1 Konstrukce. Volba konstrukčního systému

Transkript

1 NK 1 Konstrukce Přednášky: Doc. Ing. Karel Lorenz, CSc., Prof. Ing. Milan Holický, DrSc., Ing. Jana Marková, Ph.D. FA, Ústav nosných konstrukcí, Kloknerův ústav Cvičení: Ing. Naďa Holická, CSc., Fakulta stavební Ing. Jana Markova, Ph.D., Kloknerův ústav - Zásady navrhování - Zatížení - Uspořádání konstrukce - Zakládání staveb - Zděné konstrukce Volba konstrukčního systému Koncepční návrh zahrnuje Prostorové řešení stavby Rozpony vodorovných konstrukcí Konstrukční výšky podlaží Účel, volba materiálů, technologie výstavby

2 y nosných prvků (nosník, rám, deska, skořepina, sloup) krajových podmínek (uložení, způsob spojení) kce prvků v nosných systémech (výplňové stěny) rozměrů nosných prvků, omezení (vymezující štíhlost) Zatížení nosného systému Zatížení vlastní tíhou rozměry prvků (beton), akustické hledisko Zatížení užitná kategorie zatěžovacích ploch A, B, C, Zatížení větrem významné u vyšších staveb, kotvení obal. konstrukcí Sníh významný u halových objektů Teplota teplotní objemové změny, návrh dilatačních spar

3 Pořadí návrhu nosné konstrukce Deska Trám Sloup Základ DESKY Orientační rozměry betonových nosných prvků Působící v jednom směru prostě uložené.. l 1 /25 l 1 /20 h min (50 mm) spojité nebo vetknuté.. l 1 /33 l 1 /30 (50 mm do sv. 1 m) (60 mm do sv.1,5 m) (70 mm nad sv.1,5 m) konzolové.. l 1 /10 (50 mm)

4 Orientační rozměry desek DESKY Křížem vyztužené plný průřez h min prostě uložené.. l 1 /33 vetknuté pružně... l 1 /40 nebo úplně 1,2 (l 1 + l 2 ) 105 (100 mm) (100 mm) Orientační rozměry desek DESKY Křížem vyztužené vylehčené kazetové prostě uložené. l 1 /20 vetknuté pružně nebo úplně... l 1 /25 h min Lokálně podepřené bezhřibové. l 2 /33 hřibové... (l 2 2c/3)/35 (160 mm) (120 mm) l 2 je větší rozpětí, c účinná šířka hlavice

5 Orientační rozměry betonových nosníků NOSNÍKY Trámy prostě uložené a spojité h b zatížené užitným zatížením l 1 /15 l/ 1 12 (0,33 0,4) h střešní. l 1 / /14 (0,33 0,4) h Trámy konzolové zatížené užitným zatížením. l/5 (0,33 0,4) h střešní l/10 (0,33 0,4) h Orientační rozměry betonových průvlaků a sloupů h b Průvlaky zatížené užitným zatížením..l/12 l/8 (0,3 0,5) h střešní. l/14- l/12 (0,3 0,5) h SLOUPY střední sloupy vícepodlažních budov A c Nd = 0,8 f + ρ Minimální rozměry: mm, svisle betonované sloupy na staveništi mm, vodorovně betonované prefabrikované sloupy cd s f yd

6 Vliv štíhlosti nosného prvku Eulerovo kritické břemeno Vliv štíhlosti závisí na tvaru a způsobu namáhání nosného prvku

7 Ohybové štíhlosti λ l λ = 0 i i = I F Kritérium λ < λ lim Mezní štíhlosti pro železobetonové konstrukce 20 A BC λ lim = n veličiny A,B,C závisí na stupni vyztužení, součiniteli dotvarování, poměru momentů n poměrná normálová síla Orientačně: Prostý beton λ lim <80 Železobeton λ lim < 150 (25 pro velmi malou výstřednost)

8 Deformace a vodorovná posunutí w c w 1 w 2 w 3 nadvýšení nezatíženého nosného prvku počáteční průhyb od stálých zatížení dlouhodobá část průhybu od stálých zatížení přídavný průhyb od proměnných zatížení w tot celkový průhyb (součet w 1, w 2, w 3 ) w max celkový průhyb bez nadvýšení Deformace a vodorovná posunutí u u i celkové vodorovné posunutí na výšku budovy H vodorovné posunutí na výšku podlaží H i

9 Mezní průhyby podle EN průhyb při kvazistálém zatížení nemá překročit 1/250 rozpětí. L/250 - nadvýšení; velikost nadvýšení bednění by neměla překročit 1/250 rozpětí. - kritérium průhybu po zabudování prvku: 1/500 rozpětí při kvazistálé kombinaci zatížení. Ostatní omezení by měla být uvažována v závislosti na náchylnosti k porušení připojených prvků. L/500 Vymezující poměry rozpětí a účinné výšky průřezu l/d Nosná konstrukce K ρ = 1,5 % ρ = 0,5 % Prostě podepřený nosník, prostě podepřená deska (nosná v jednom a ve dvou směrech) 1, Krajní pole spojitého nosníku nebo desky nosné v jednom směru, krajní pole desky nosné ve dvou směrech, spojité ve směru kratšího rozpětí 1, Vnitřní pole spojitého nosníku nebo desky nosné v jednom nebo ve dvou směrech 1, Deska lokálně podepřená 1, Konzola 0,4 6 8 Pro poměry l/d menší než vymezující hodnoty v tabulce se ukazuje, že průhyby jsou menší než l/250 a výpočet přetvoření lze vynechat.

10 Mezní hodnoty svislých průhybů podle ČSN Střešní konstrukce w max w 3 vaznice, vazníky Stropní konstrukce stropnice, průvlaky - kce nesoucí dlažby, omítky, příčky L/200 L/250 L/250 L/300 L/250 L/350 Jeřábové dráhy EN L/400 až L/750 obecné pokyny, odvolává se na NA Mezní hodnoty vodorovných deformací podle ČSN prvky stěn příčle zasklení sloupky a paždíky L/200 L/250- L/300 vrcholy sloupů budov od zatížení větrem - 1 podlažní haly - 1 podlažní budovy vícepodlažní budovy - v každém podlaží - pro kci jako celek H/150 H/300 H/300 H 0 /500

11 Mezní hodnoty svislých průhybů podle EN w 1 = L/300 až L/500 w max = L/250 až L/350 w tot = L/250 až L/350 Otázky ke zkoušce Koncepční návrh nosného systému Pořadí návrhu nosných prvků Orientační rozměry vodorovných nosných prvků Orientační rozměry sloupů Vzpěr, vymezující hodnoty ohybové štíhlosti Mezní hodnoty svislých průhybů Mezní hodnoty vodorovných deformací Vymezující poměr rozpětí a účinné výšky

12 Průhyb - vymezující poměr l/d Železobetonové desky a nosníky: l d l d l/d K ρ 0 ρ ρ 1 f ck = = K , K f ρ + 3, 2 ρ ρ0 ρ 0 ck f ck 1 1, 5 ρ ρ ρ , f ck + fck ρ ρ1 12 mezní poměr rozpětí k účinné výšce součinitel pro různé konstrukční systémy referenční stupeň vyztužení, pro ρ ρ 0 pro ρ > ρ =& σ s 500 f požadovaný stupeň vyztužení z hlediska momentů od vnějšího zatížení požadovaný stupeň tlakového vyztužení charakteristická pevnost betonu v tlaku [MPa] Vymezující štíhlost dále závisí - na tvaru průřezu, pro T průřezy s poměrem šířky příruby k šířce žebra > 3 se násobí 0,8 - na rozpětí, pro l >7,0 se násobí 7/l [m] yk A A s,prov s,req Vymezující ohybové štíhlosti Účinná výška l 0 pro čtvercový sloup 350 mm

13 Vliv oceli a stupně vyztužení na vymezující poměr l/d l