VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV KOVOVÝCH A DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF METAL AND TIMBER STRUCTURES A - PRŮVODNÍ DOKUMENT BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR VENDULA POSPÍŠILOVÁ Ing. MILAN PILGR, Ph.D. BRNO 2016
Obsah 001 Titulní list 002 Zadání VŠKP 003 Popisný soubor 004 Abstrakt, klíčová slova 005 Bibliografická citace 006 Prohlášení o původnosti VŠKP 007 Prohlášení o shodě listinné a elektronické formy VŠKP 008 Poděkování 009 Obsah práce 010 Seznam použité literatury 011 Seznam použitých zkratek a symbolů
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV KOVOVÝCH A DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF METAL AND TIMBER STRUCTURES TENISOVÁ HALA V BYSTŘICI POD HOSTÝNEM TENNIS HALL IN BYSTŘICE POD HOSTÝNEM BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR VENDULA POSPÍŠILOVÁ Ing. MILAN PILGR, Ph.D. BRNO 2016
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ Studijní program Typ studijního programu Studijní obor Pracoviště B3607 Stavební inženýrství Bakalářský studijní program s prezenční formou studia 3608R001 Pozemní stavby Ústav kovových a dřevěných konstrukcí ZADÁNÍ BAKALÁŘSKÉ PRÁCE Student Vendula Pospíšilová Název Vedoucí bakalářské práce Datum zadání bakalářské práce Datum odevzdání bakalářské práce V Brně dne 30. 11. 2015 Tenisová hala v Bystřici pod Hostýnem Ing. Milan Pilgr, Ph.D. 30. 11. 2015 27. 5. 2016...... prof. Ing. Marcela Karmazínová, CSc. Vedoucí ústavu prof. Ing. Rostislav Drochytka, CSc., MBA Děkan Fakulty stavební VUT
Podklady a literatura Požadavky na architektonické a dispoziční řešení Literatura doporučená vedoucím bakalářské práce Zásady pro vypracování Navrhněte nosnou ocelovou konstrukci tenisové haly o půdorysných rozměrech 38 58 m. Dispozici navrhněte v souladu s architektonickými požadavky; klimatická zatížení uvažujte pro lokalitu Bystřice pod Hostýnem. Požadované výstupy: Technická zpráva Statický výpočet hlavních nosných částí konstrukce Výkresová dokumentace v rozsahu stanoveném vedoucím bakalářské práce Struktura bakalářské/diplomové práce VŠKP vypracujte a rozčleňte podle dále uvedené struktury: 1. Textová část VŠKP zpracovaná podle Směrnice rektora "Úprava, odevzdávání, zveřejňování a uchovávání vysokoškolských kvalifikačních prací" a Směrnice děkana "Úprava, odevzdávání, zveřejňování a uchovávání vysokoškolských kvalifikačních prací na FAST VUT" (povinná součást VŠKP). 2. Přílohy textové části VŠKP zpracované podle Směrnice rektora "Úprava, odevzdávání, zveřejňování a uchovávání vysokoškolských kvalifikačních prací" a Směrnice děkana "Úprava, odevzdávání, zveřejňování a uchovávání vysokoškolských kvalifikačních prací na FAST VUT" (nepovinná součást VŠKP v případě, že přílohy nejsou součástí textové části VŠKP, ale textovou část doplňují).... Ing. Milan Pilgr, Ph.D. Vedoucí bakalářské práce
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ FAKULTA STAVEBNÍ POPISNÝ SOUBOR ZÁVĚREČNÉ PRÁCE Vedoucí práce Autor práce Škola Fakulta Ústav Studijní obor Studijní program Název práce Název práce v anglickém jazyce Typ práce Přidělovaný titul Jazyk práce Datový formát elektronické verze Anotace práce Anotace práce v anglickém jazyce Ing. Milan Pilgr, Ph.D. Vendula Pospíšilová Vysoké učení technické v Brně Stavební Ústav kovových a dřevěných konstrukcí 3608R001 Pozemní stavby B3607 Stavební inženýrství Tenisová hala v Bystřici pod Hostýnem Tennis Hall in Bystřice pod Hostýnem Bakalářská práce Bc. Čeština Bakalářská práce se zabývá návrhem a posouzením nosné ocelové konstrukce tenisové haly pro 3 tenisové kurty. Konstrukce je umístěna v Bystřici pod Hostýnem. Halu tvoří 11 příčných vazeb v osové vzdálenosti 5,8 m. Jedná se o objekt obdélníkového půdorysu o rozměrech 38,0 x 58,0 m. Hlavní nosný systém je tvořen válcovými příhradovými vazníky, vaznicemi, podélnými ztužidly a příčným ztužidlem, které zajišťují prostorovou tuhost konstrukce. Při výpočtu byl použit program Scia Engineer. The bachelor thesis is focused on a proposal and a review of load-carrying steel structure of the tennis hall for 3 tennis courts. The construction is located in Bystřice pod Hostýnem. The hall contains 11 main frames spaced by 5.8 m. It is a building of a rectangular plan with a groud plan dimensions of 38.0 x 58.0 m. The main support system includes cylindrical lattice truss, purlins, longitudinal and transverse bracing which secure the spatial rigidity
Klíčová slova Klíčová slova v anglickém jazyce of the construction. For analysis was used the programme Scia Engineer. ocelová konstrukce, nosná konstrukce, oblouková střecha, tenisová hala, příhradový vazník, zatížení, posouzení Steel structure, load-carrying structure, arched roof, tennis hall, lattice truss, load, check
Abstrakt Bakalářská práce se zabývá návrhem a posouzením nosné ocelové konstrukce tenisové haly pro 3 tenisové kurty. Konstrukce je umístěna v Bystřici pod Hostýnem. Halu tvoří 11 příčných vazeb v osové vzdálenosti 5,8 m. Jedná se o objekt obdélníkového půdorysu o rozměrech 38,0 x 58,0 m. Hlavní nosný systém je tvořen válcovými příhradovými vazníky, vaznicemi, podélnými ztužidly a příčným ztužidlem, které zajišťují prostorovou tuhost konstrukce. Při výpočtu byl použit program Scia Engineer. Klíčová slova Ocelová konstrukce, nosná konstrukce, oblouková střecha, tenisová hala, příhradový vazník, zatížení, posouzení Abstract The bachelor thesis is focused on a proposal and a review of load-carrying steel structure of the tennis hall for 3 tennis courts. The construction is located in Bystřice pod Hostýnem. The hall contains 11 main frames spaced by 5.8 m. It is a building of a rectangular plan with a groud plan dimensions of 38.0 x 58.0 m. The main support system includes cylindrical lattice truss, purlins, longitudinal and transverse bracing which secure the spatial rigidity of the construction. For analysis was used the programme Scia Engineer. Keywords Steel structure, load-carrying structure, arched roof, tennis hall, lattice truss, load, check
Bibliografická citace VŠKP Vendula Pospíšilová Tenisová hala v Bystřici pod Hostýnem. Brno, 2016. 28 s., 114 + 18 s. příl. Bakalářská práce. Vysoké učení technické v Brně, Fakulta stavební, Ústav kovových a dřevěných konstrukcí. Vedoucí práce Ing. Milan Pilgr, Ph.D.
Prohlášení: Prohlašuji, že jsem bakalářskou práci zpracoval(a) samostatně a že jsem uvedl(a) všechny použité informační zdroje. V Brně dne 23.5.2016 podpis autora Vendula Pospíšilová
PROHLÁŠENÍ O SHODĚ LISTINNÉ A ELEKTRONICKÉ FORMY VŠKP Prohlášení: Prohlašuji, že elektronická forma odevzdané bakalářské práce je shodná s odevzdanou listinnou formou. V Brně dne 23.5.2016 podpis autora Vendula Pospíšilová
Poděkování: Ráda bych tímto poděkovala svému vedoucímu bakalářské práce Ing. Milanu Pilgrovi, Ph.D. za odborné vedení, poskytnuté rady, vstřícné a trpělivé jednání při konzultacích. Vendula Pospíšilová
Obsah práce A - Průvodní dokument 001 Titulní list 002 Zadání VŠKP 003 Popisný soubor 004 Abstrakt, klíčová slova 005 Bibliografická citace 006 Prohlášení o původnosti VŠKP 007 Prohlášení o shodě 008 Poděkování 009 Obsah práce 010 Seznam použité literatury 011 Seznam použitých zkratek a symbolů B - Technická zpráva C - Statický výpočet D - Programové řešení E - Výkresová dokumentace 001 Dispozice, příčný řez, podélný řez 002 Detaily
Seznam použité literatury [1] MACHÁČEK, Josef. Navrhování ocelových konstrukcí: příručka k ČSN EN 1993-1-1 a ČSN EN 1993-1-8; Navrhování hliníkových konstrukcí: příručka k ČSN EN 1999-1. 1. vyd. Praha: Pro Ministerstvo pro místní rozvoj a Českou komoru autorizovaných inženýrů a techniků činných ve výstavbě (ČKAIT) vydalo Informační centrum ČKAIT, 2009. ISBN 978-80-87093-86-3. [2] MELCHER, Jindřich, Marcela KARMAZÍNOVÁ, Miroslav BAJER a Karel SÝKORA. Prvky kovových konstrukcí: MODUL BO02-M03, Pruty namáhané tahem a tlakem. ŽS BRNO. [3] MELCHER, Jindřich a Bohumil STRAKA. Kovové konstrukce - Konstrukce průmyslových budov. 5. Brno: SNTL - Nakladatelství technické literatury n.p., 1985. [4] VN732615. Směrnice pro kotvení ocelových konstrukcí. Ostrava: Vítkovice, a.s., 1994. [5] ČSN EN 1090-2+A1. Provádění ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí - Část 2: Technické požadavky na ocelové konstrukce. Praha: Úřad pro technickou normalizaci, metrologii a státní zkušebnictví, 2012. [6] ČSN EN 10027-1. Systémy označování ocelí - Část 1: Stavba značek ocelí. Praha: Český normalizační institut, 2006. [7] ČSN EN ISO 12944. Nátěrové hmoty. Praha: Český normalizační institut, 1998. [8] ČSN EN 1990. Zásady navrhování konstrukcí. Praha: Český normalizační institut, 2004. [9] ČSN EN 1991-1-1. Zatížení konstrukcí - Část 1-1: Obecná zatížení - Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb. Praha: Český normalizační institut, 2004. [10] ČSN EN 1991-1-3. Zatížení konstrukcí - Část 1-3: Obecná zatížení - Zatížení sněhem. Praha: Český normalizační institut, 2005. [11] ČSN EN 1991-1-4. Zatížení konstrukcí - Část 1-4: Obecná zatížení - Zatížení větrem. Praha: Český normalizační institut, 2007. [12] ČSN EN 1993-1-1. Navrhování ocelových konstrukcí - Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby. Praha: Český normalizační institut, 2006. [13] ČSN EN 1993-1-2. Navrhování ocelových konstrukcí - Část 1-2: Obecná pravidla - Navrhování konstrukcí na účinky požáru. Praha: Český normalizační institut, 2006. [14] ČSN EN 1993-1-8. Navrhování ocelových konstrukcí - Část 1-8: Navrhování styčníků. Praha: Český normalizační institut, 2006. [15] Kingspan [online]. 2016 [cit. 2016-05-08]. Dostupné z: http://www.kingspan.cz/ [16] Tension systems: Táhla Macalloy [online]. 2016 [cit. 2016-05-08]. Dostupné z: http://www.tension.cz/produkty/tahla-macalloy
Seznam použitých zkratek a symbolů Velká písmena latinské abecedy A průřezová plocha A plná průřezová plocha šroubu A 0 průřezová plocha průřezu o průměru d 0 A eff účinná plocha průřezu A net účinná plocha průřezu A s plocha šroubu nebo kotevního šroubu účinná v tahu A w návrhová účinná plocha svaru B p,rd návrhová smyková únosnost v protlačení hlavy nebo matice šroubu C 1/2/3 součinitelé závisející na zatížení a podmínkách uložení konců C e součinitel expozice C m součinitel ekvivalentního konstantního momentu C t tepelný součinitel E Youngův modul pružnosti F zatížení F b,rd návrhová únosnost šroubu v otlačení F f,rd návrhová únosnost ve tření F v,ed návrhová smyková síla ve šroubu v mezním stavu únosnosti F t,ed návrhová tahová síla ve šroubu v mezním stavu únosnosti F t,rd návrhová únosnost šroubu v tahu F v,rd návrhová únosnost šroubu ve střihu G stálé zatížení G modul pružnosti ve smyku G k charakteristická hodnota stálého zatížení F d návrhová hodnota zatížení F k charakteristická hodnota zatížení I v intenzita turbulence I moment setrvačnosti průřezu L systémová délka L cr vzpěrná délka M b,rd návrhová únosnost v ohybu při klopení M cr pružný kritický moment při klopení M c,rd návrhová únosnost v ohybu k některé hlavní ose průřezu M Ed návrhový ohybový moment M pl,rd návrhová plastická momentová únosnost M Rk charakteristická únosnost rozhodujícího průřezu v ohybu M Ed přídavný moment v důsledku posunu těžiště účinné plochy A eff od těžiště plného průřezu N b,rd vzpěrná únosnost N cr kritická síla N c,rd návrhová únosnost průřezu v prostém tlaku N Ed návrhová hodnota osové síly N jrd návrhová únosnost patky N pl,rd návrhová únosnost neoslabeného průřezu N Rk charakteristická únosnost rozhodujícího průřezu při působení osové síly návrhová únosnost v tahu N t,rd
Q Q k V Ed W pl proměnné zatížení charakteristická hodnota proměnného zatížení návrhová smyková síla plastický modul průřezu Malá písmena latinské abecedy ab součinitel pro výpočet únosnosti v otlačení, nejmenší z hodnot: ad, fub/fu a 1 ad součinitel pro výpočet únosnosti v otlačení pro výpočet ve směru zatížení a w účinná výška svaru b šířka konstrukce (délka povrchu kolmého ke směru větru, pokud není stanoveno jinak) b šířka průřezu c šířka nebo výška části průřezu c funkční přesah desky c dir součinitel směru c e(z) součinitel expozice c f součinitel tření c pe součinitel vnějšího tlaku c r součinitel drsnosti c o součinitel orografie c season součinitel ročního období d hloubka konstrukce (délka povrchu rovnoběžného se směrem větru, pokud není stanoveno jinak) d vnější průměr kruhové trubky d jmenovitý průměr šroubu, průměr čepu, nebo průměr spojovacího prostředku d 0 průměr otvoru pro šroub, nýt nebo čep d 0 velikost otvoru kolmo k působící tahové síle, obvykle průměr otvoru d 1 velikost otvoru rovnoběžně k působící tahové síle, obvykle průměr otvoru d m průměrný průměr hlavy šroubu e výstřednost síly nebo vzdálenost od okraje e vzdálenost šroubu od okraje f cd návrhová hodnota válcové pevnosti betonu v tlaku f ck charakteristická hodnota válcové pevnosti betonu v tlaku f dh pevnost oceli v soustředěném tlaku f jd návrhová pevnost betonu v koncentrovaném tlaku f Rdu návrhová pevnost betonu v uložení f u mez pevnosti f ub mez pevnosti pro šrouby f y mez kluzu f y0 mez kluzu pásu f yb mez kluzu pro šrouby g stálé zatížení g k charakteristická hodnota stálého zatížení h výška konstrukce h výška průřezu h e výška vazníku poloměr setrvačnosti i y
součinitel pro výpočet únosnosti v otlačení pro výpočet kolmo na směr zatížení součinitel součinitel koncentrace napětí součinitel turbulence součinitel součinitel terénu součinitel vzpěrné délky součinitel interakce součinitel vzpěrné délky součinitel interakce součinitel vzpěrné délky bezrozměrný parametr kroucení délka svaru m hmotnost n počet příčných vazeb n p poměr ( p,ed /f y0 )/ M5 (použitý pro pásy z CHS) p rozteč spojovacích prostředků q proměnné zatížení q b referenční (základní) dynamický tlak (pro střední rychlost) q k charakteristická hodnota proměnného zatížení q p maximální hodnota dynamického tlaku (dynamický tlak při nárazu větru) r poloměr zaoblení s zatížení sněhem na střeše s k charakteristická hodnota zatížení sněhem na zemi v místě staveniště t tloušťka t 1 tloušťka stěn průřezu o průměru d 1 t f tloušťka pásnice t 0 tloušťka stěn průřezu o průměru d 0 t p tloušťka patního plechu t w tloušťka stojiny u průhyb u max maximální hodnota průhybu v m střední rychlost větru v b,0 výchozí hodnota základní rychlosti větru v b základní rychlost větru w tlak větru x šířka tlačené oblasti z 0 parametr drsnosti terénu z 0,II parametr drsnosti terénu (terén kategorie II) z e referenční výška pro zatížení vnějšího povrchu větrem, vnější nebo vnitřní tlak z min minimální výška souřadnice působiště zatížení vzhledem ke středu smyku k1 k 2 k j k I k p k r k y k yy k z k zz k w k wt l w z g Velká písmena řecké abecedy hodnota pro výpočet součinitele vzpěrnosti LT hodnota pro výpočet součinitele klopení LT
Malá písmena řecké abecedy sklon střechy měřený od vodorovné součinitel imperfekce úhel v součinitel pro šrouby LT součinitel imperfekce při klopení součinitel vzpěrné délky poměr d 1 /d 0 j součinitel materiálu styčníku w korelační součinitel pro svary závislý na druhu oceli poměr šířky pásu nebo jeho průměru k dvojnásobku tloušťky jeho stojiny G dílčí součinitel stálého zatížení, v němž jsou uváženy modelové nejistoty a proměnnost rozměrů G,j dílčí součinitel j-tého stálého zatížení M globální dílčí součinitel spolehlivosti (materiálu) M0 dílčí součinitel únosnosti průřezu kterékoliv třídy M1 dílčí součinitel únosnosti průřezu při posuzování stability prutu M2 dílčí součinitel únosnosti průřezu při porušení v tahu M5 dílčí součinitel únosnosti styčníků příhradových nosníků z prutů uzavřeného průřezu Q dílčí součinitel proměnného zatížení, v němž jsou uváženy modelové nejistoty a proměnnost rozměrů Q,i dílčí součinitel i-tého proměnného zatížení ε součinitel závisející na f y g bezrozměrný parametr působiště zatížení vzhledem ke středu smyku j bezrozměrný parametr nesymetrie průřezu úhel štíhlost poměrná štíhlost LT poměrná štíhlost při klopení i tvarový součinitel zatížení sněhem cr bezrozměrný kritický moment π Ludolfovo číslo měrná hmotnost vzduchu normálové napětí 0,Ed největší tlakové napětí v pásu ve styčníku; p,ed hodnota 0,Ed s vyloučením napětí od složek osových sil v mezipásových prutech ve styčníku rovnoběžných s osou pásu τ smykové napětí součinitel vzpěrnosti při rovinném vzpěru LT poměrná štíhlost při klopení 0 součinitel pro kombinační hodnotu proměnného zatížení parametr nesymetrie průřezu f
VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY FAKULTA STAVEBNÍ ÚSTAV KOVOVÝCH A DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ FACULTY OF CIVIL ENGINEERING INSTITUTE OF METAL AND TIMBER STRUCTURES B - TECHNICKÁ ZPRÁVA BAKALÁŘSKÁ PRÁCE BACHELOR'S THESIS AUTOR PRÁCE AUTHOR VEDOUCÍ PRÁCE SUPERVISOR VENDULA POSPÍŠILOVÁ Ing. MILAN PILGR, Ph.D. BRNO 2016
Obsah 1. Obecné údaje... 4 1.1 Úvod... 4 1.2 Základní údaje... 4 2. Použité normativní dokumenty... 5 3. Zatížení konstrukce... 6 3.1 Zatížení stálé... 6 3.1.1. Vlastní tíha... 6 3.1.2. Střešní plášť... 6 3.1.3 Obvodový plášť... 6 3.2 Zatížení proměnné... 6 3.2.1 Zatížení sněhem... 6 3.2.2 Zatížení větrem... 6 3.2.3 Zatížení vlivem TZB... 6 3.2.4 Užitné zatížení na střeše... 7 3.2.5 Stabilitní síly... 7 4. Popis jednotlivých částí konstrukce... 7 4.1 Střešní plášť... 7 4.2 Obvodový plášť... 7 4.3 Sloupy... 7 4.4 Paždíky... 7 4.5 Vazníky... 7 4.6 Vaznice... 7 4.7 Příčné ztužidlo... 8 4.8 Podélné ztužidlo... 8 4.9 Štítová stěna... 8 4.10 Kotvení a patka... 8 5. Povrchová úprava konstrukce... 8 5.1 Protikorozní ochrana... 8 5.2 Povrchy na styku s betonem... 9 5.3 Povrchy svarů... 9 6. Výroba a montáž... 9 7. Údržba ocelových konstrukcí... 9 2
8. Výpočet... 9 9. Odhad hmotnosti konstrukce... 10 10. Ekonomické hledisko... 10 3
1. Obecné údaje 1.1 Úvod Bakalářská práce se zabývá návrhem a posouzením nosné ocelové konstrukce tenisové haly pro 3 tenisové kurty. Objekt je umístěn v Bystřici pod Hostýnem. Jedná se o halu obdélníkového půdorysu o rozměrech 38,0 x 58,0 m. Halu tvoří 11 příčných vazeb v osové vzdálenosti 5,8 m. Hlavní nosný systém je tvořen válcovými příhradovými vazníky, vaznicemi, podélným a příčným ztužidlem, které zajišťují prostorovou tuhost konstrukce. 1.2 Základní údaje Délka haly: 58,0 m Šířka haly: 38,0 m Výška haly ve hřebeni: 12,5 m Světlá výška pod vazníkem: 9,0 m Vzdálenost příčných vazeb: 5,8 m Materiál: ocel S235, příčné ztužilo ocel S460 4
2. Použité normativní dokumenty ČSN EN 1090-2+A1 Prováděni ocelových konstrukcí a hliníkových konstrukcí - Část 2: Technické požadavky na ocelové konstrukce ČSN EN 10027-1 Systémy označování ocelí - Část 1: Stavba značek ocelí ČSN EN ISO 12944 Nátěrové hmoty - Protikorozní ochrana ocelových konstrukcí ochrannými nátěrovými systémy ČSN EN 1990 Zásady navrhovaní konstrukcí ČSN EN 1991-1-1 Zatížení konstrukcí - Část 1-1: Obecná zatížení - Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb ČSN EN 1991-1-3 Zatížení konstrukcí - Část 1-3: Obecná zatížení - Zatížení sněhem ČSN EN 1991-1-4 Zatížení konstrukcí - Část 1-4: Obecná zatížení - Zatížení větrem ČSN EN 1993-1-1 Navrhování ocelových konstrukcí - Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby 5
ČSN EN 1993-1-2 ČSN EN 1993-1-8 Navrhování ocelových konstrukcí - Část 1-2: Obecná pravidla - Navrhování konstrukcí na účinky požáru Navrhování ocelových konstrukcí - Část 1-8: Navrhování styčníků 3. Zatížení konstrukce Ocelová konstrukce objektu je navržena na základě statického výpočtu. Statická analýza byla provedena v programu Scia Engineer. Výpočet a dimenzování je provedeno v souladu s ČSN EN 1993-1-1 Navrhování ocelových konstrukcí. 3.1 Zatížení stálé 3.1.1. Vlastní tíha Zatížení konstrukce od vlastní tíhy bylo vypočítáno automaticky programem Scia Engineer 15.1. 3.1.2. Střešní plášť Střešní izolační panel Kingspan KS1000 TOP-DEK 100 g k = 0,1235 kn/m 2 3.1.3 Obvodový plášť Stěnové izolační panely Kingspan KS1150 TF 120 g k = 0,1329 kn/m 2 Při statickém výpočtu jejich tíhu zanedbáváme, jelikož panely považujeme za samonosné. 3.2 Zatížení proměnné 3.2.1 Zatížení sněhem sněhová oblast: III s k = 1,5 kpa Uvažované hodnoty zatížení jsou v souladu s ČSN EN 1991-1-4. Zatížení konstrukcí Část 1-4: Obecná zatížení - Zatížení větrem. 3.2.2 Zatížení větrem větrná oblast (Bystřice pod Hostýnem) II b,0 = 25 m/s Uvažované hodnoty zatížení jsou v souladu s ČSN EN 1991-1-3. Zatížení konstrukcí Část 1-3: Obecná zatížení - Zatížení sněhem. 3.2.3 Zatížení vlivem TZB Stanoveno jako odhad na 1 m 2 q k = 0,8 kn/m 2 6
3.2.4 Užitné zatížení na střeše kategorie zatěžovaných ploch H q k = 0,75 kn/m 2 3.2.5 Stabilitní síly Stabilitní síly působí na příčné ztužidlo v místech styčníků, kde jsou horní pásy vazníků zabezpečeny proti vybočení z roviny. Jejich hodnota byla určena podle hodnot normálových sil v horním páse vazníku. 4. Popis jednotlivých částí konstrukce 4.1 Střešní plášť Střešní plášť je tvořen střešními izolačními panely Kingspan KS1000 TOP-DEK 100 tloušťky d = 100 mm. Střešní panely jsou uloženy na vaznicích a chrání konstrukci před vnějšími vlivy. Při návrhu bylo zohledněno působící zatížení i vzdálenost vaznic. 4.2 Obvodový plášť Obvodový plášť je tvořen stěnovými izolačními panely Kingspan KS1150 TF 120 tloušťky d = 120 mm. Stěnové panely jsou upevněny k paždíkům, při statickém výpočtu však jejich tíhu zanedbáváme, jelikož panely považujeme za samonosné. Při návrhu bylo zohledněno působící zatížení a vzdálenost paždíků. 4.3 Sloupy Sloupy jsou navrženy z profilu TR 400x400x12.5. Výška sloupu je 9 m. Společně s vazníkem vytváří příčnou vazbu, která slouží k zajištění prostorové tuhosti v příčném směru. 4.4 Paždíky Paždíky jsou navrženy z profilu UPE 200, mezi krajními příčnými vazbami jsou navrženy profily UPE 220. Slouží k rozdělení konstrukce po výšce a k připevnění obvodového pláště. Jednotlivé paždíky jsou od sebe vzdáleny 3 m a jsou po obou stranách kloubově připojeny. Jejich délka je 5,8 m. 4.5 Vazníky Vazník je uvažován jako válcový příhradový o délce 38,0 m. Dílčí pruty vazníků jsou tvořeny válcovanými profily kruhového průřezu. Svislice a diagonály jsou navrženy z profilu TR 73x6.3, horní a dolní pás je navržen z profilu TR 219.1x10. Osová vzdálenost vazníků je 5,8 m. 4.6 Vaznice Vaznice jsou navrženy z profilu IPE 270. Při výpočtu jednotlivé vaznice uvažujeme jako prostý nosník o délce 5,8 m. Vaznice slouží k přenosu zatížení ze střešního pláště do vazníků. 7
4.7 Příčné ztužidlo Příčné ztužidlo je navrženo z táhel Macalloy. Stěnová část ztužidla je navržena z táhla typu M24, ve střešní části jsou navržena táhla typu M56. Délka diagonál stěnového ztužidla je 6,53 m, střešního ztužidla v rozmezí 6,935 7,053 m. Příčné ztužidlo je umístěno uprostřed rozpětí haly. Při výpočtu byly uvažovány pouze tažené diagonály. Příčné ztužidlo slouží k zajištění prostorové tuhosti haly a k přenosu vodorovného podélného zatížení působící na nosnou konstrukci. 4.8 Podélné ztužidlo V konstrukci střechy jsou navržena celkem 3 ztužidla umístěna přibližně ve čtvrtinách rozpětí. Dolní pás i diagonály jsou navrženy z válcovaných profilů kruhového průřezu TR 101.6x6.3. Délka dolního pásu je 5,8 m, délka diagonál je odlišná v závislosti na umístění ztužidla. Pro ztužidla krajní je délka diagonály 6,51 m, pro ztužidlo umístěné uprostřed rozpětí haly 6,774 m. Ztužidla slouží k zajištění proti vybočení dolního pásu vazníku. 4.9 Štítová stěna Štítová stěna je navržena jako předsazená a je tvořena 9 sloupy, které jsou na obou stranách kloubově připojeny a paždíky, které jsou k těmto sloupům připevněny. Sloup ve štítové stěně je navržen z profilu TR 250x250x10. Výška sloupu je proměnlivá v rozmezí 10,288 12,5 m. Účel těchto sloupů je především zajištění podpory pro paždíky. Paždíky jsou navrženy z profilu UPE 120 a jejich délka je 3,8 m. 4.10 Kotvení a patka Sloupy v příčné vazbě jsou navrženy jako vetknuté do základové patky. Kotvení je provedeno pomocí patního plechu, ke kterému jsou přivařeny výztuhy. Patní plech je ukotven k základové patce pomocí předem zabetonovaných kotevních šroubů M30. 5. Povrchová úprava konstrukce 5.1 Protikorozní ochrana Dle ČSN EN ISO 21944 Nátěr je třeba aplikovat v souladu s technickými podmínkami určenými výrobcem nátěrové hmoty. Vrstvy: 1. základní nátěr 2. podkladní nátěr 3. vrchní nátěr chránící spodní vrstvy (odstín dle požadavků investora) Všechny nátěry budou naneseny v jedné vrstvě, tloušťky vrstev dle předpisu výrobce nátěrové hmoty. Po dokončení montáže je nezbytné zkontrolovat a případně opravit poškozený nátěr. 8
Trvanlivost nátěrového systému cca 10 let. Nátěr je třeba obnovit při viditelné korozi ( 5% chráněného povrchu). 5.2 Povrchy na styku s betonem Povrchy ocelové konstrukce na styku s betonem nesmí být povrchově chráněny. Kotevní šrouby musí být provedeny bez povrchové úpravy. 5.3 Povrchy svarů Svařované dílce musí mít povrch do vzdálenosti 150 mm od svaru chráněn materiálem, který nezhorší kvalitu svaru. 6. Výroba a montáž Ocelová konstrukce budu provedena dle ČSN EN 1090-2+A1. Třída provádění: EXC3 Nejprve je zapotřebí provést terénní úpravy. Následuje vybetonování základových patek. Montáž konstrukce je možné zahájit nejdříve za 28 dní po vybetonování základů z důvodu tvrdnutí betonu. Montáž započne montáží sloupů v modulových osách 6 a 7, mezi které se umístí stěnové ztužidlo. Následuje montáž vazníků umístěných na těchto sloupech. Dále pak montáž střešního ztužidla mezi těmito vazníky. Poté proběhne montáž sloupů a vazníku v modulové ose 5 a montáž vaznic a paždíků. Následně montáž zbývajících příčných vazeb, vaznic a paždíků. Následuje montáž štítové stěny, tj. montáž sloupů a paždíku mezi nimi. Následně se provede opláštění objektu. Vazník bude svařen ve výrobně, kde bude rozdělena na 2 části z důvodu převozu z výrobny na staveniště. Na staveništi se jednotlivé části daného vazníku spojí montážními styky. 7. Údržba ocelových konstrukcí Celkový stav konstrukce je třeba zjišťovat pravidelnými prohlídkami odborně způsobilou osobou. Frekvence prohlídek bude minimálně jedenkrát za 5 let. V zimním období je nutná kontrola zatížení střešní konstrukce sněhovou pokrývkou. Výška sněhové pokrývky nesmí překročit návrhovou hodnotu. V případě překročení povolené výšky sněhové pokrývky je nutné zajistit odklizení sněhu ze střešní roviny. 8. Výpočet Ocelová konstrukce tenisové haly byla modelována jako prostorová prutová konstrukce pomocí programu Scia Engineer 15.1. Účinky zatížení byly vypočteny pomocí MKP, lineárně pružnou analýzou. Tento výpočtový program sloužil k určení vnitřních sil, posouzení jednotlivých průřezů z hlediska mezního stavu únosnosti a mezního stavu použitelnosti (vodorovné a svislé průhyby). 9
Kotvení a spoje byly navrženy a posouzeny ručně pro silové veličiny získané počítačovým výstupem. 9. Odhad hmotnosti konstrukce Jednotková hmotnost Délka Hmotnost Prvek Průřez Materiál [kg/m] [m] [kg] Sloup TR 400x400x12.5 S235 150,8 198,0 29 858,40 Paždík UPE 200 S235 22,8 185,6 4 231,68 Paždík u okrajů UPE 220 S235 26,6 49,0 1 303,40 Dolní pás TR 219.1x10 S235 51,6 418,0 21 568,80 Horní pás TR 219.1x10 S235 51,6 427,4 22 053,84 Svislice TR 73x6.3 S235 10,4 515,5 5 361,20 Diagonála TR 73x6.3 S235 10,4 640,8 6 664,32 Vaznice IPE 270 S235 36,0 1218,0 43 848,00 Podélné ztužidlo - dolní pás TR 101.6x6.3 S235 14,8 174,0 2 575,20 Podélné ztužidlo - diagonála TR 101.6x6.3 S235 14,8 395,9 5 859,32 Příčné ztužidlo - stěna M24 S460 3,0 78,4 235,20 Příčné ztužidlo - střecha M56 S460 16,7 139,6 2 331,32 Štítová stěna - sloup TR 250x250x10 S235 74,5 208,5 15 533,25 Štítová stěna - připojení TR 114.3x11 S235 28,0 7,0 196,00 Štítová stěna - paždík UPE 120 S235 12,1 298,1 3 607,01 Σ 165 226,94 Přípoje + 5% 8 261,35 Σ 173 488,29 10. Ekonomické hledisko Celková hmotnost konstrukce je 173 488,29 kg, zastavěná plocha 2 204,0 m 2, obestavěný prostor 20 973,0 m 3. Průměrná hmotnost konstrukce na 1m 2 je 78,72 kg/m 2 na 1m 3 je 8,27 kg/m 3. 10