Dřevěné konstrukce 8

Podobné dokumenty
Dřevěné konstrukce 8

Vybrané okruhy znalostí z předmětů stavební mechanika, pružnost a pevnost důležité i pro studium předmětů KP3C a KP5A - navrhování nosných konstrukcí

STAVEBNÍ MATERIÁLY A KONSTRUKCE (STMK) DŘEVĚNÉ KONSTRUKCE

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB

Témata profilové části ústní maturitní zkoušky z odborných předmětů

Témata profilové části ústní maturitní zkoušky z odborných předmětů

Principy návrhu Ing. Zuzana Hejlová

TECHNOLOGIE STAVEB TECHNOLOGIE STAVEB PODLE KONSTRUKCE. Jitka Schmelzerová 2.S

Modulová osnova. systém os, určující polohu hlavních nosných prvků

Modulová osnova. systém os, určující polohu hlavních nosných prvků

Prostorová tuhost. Nosná soustava. podsystém stabilizační. podsystém gravitační. stropy, sloupy s patkami, základy. (železobetonové), jádra

1 Použité značky a symboly

Průvodní zpráva ke statickému výpočtu

Témata profilové části ústní maturitní zkoušky z odborných předmětů

Konstrukční systémy I Třídění, typologie a stabilita objektů. Ing. Petr Suchánek, Ph.D.

OCELOVÉ A DŘEVĚNÉ PRVKY A KONSTRUKCE Část: Dřevěné konstrukce

NK 1 Konstrukce 2. Volba konstrukčního systému

Od roku 2016 je firma Střechy 92, s.r.o. dodavatelem vrstveného dřeva Ultralam pro Českou republiku.

A. 1 Skladba a použití nosníků

Obsah. Opakování. Sylabus přednášek OCELOVÉ KONSTRUKCE. Kontaktní přípoje. Opakování Dělení hal Zatížení. Návrh prostorově tuhé konstrukce Prvky

GESTO Products s.r.o.

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

STAVEBNÍ KONSTRUKCE. Témata k profilové ústní maturitní zkoušce. Školní rok Třída 4SVA, 4SVB. obor M/01 Stavebnictví

Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška

Rámové konstrukce Tlačené a rámové konstrukce Vladimír Žďára, FSV ČVUT Praha 2016

Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška

LVL lepené vrstvené dřevo Nosné stavební prvky přirozeně ze dřeva

Teorie prostého smyku se v technické praxi používá k výpočtu styků, jako jsou nýty, šrouby, svorníky, hřeby, svary apod.

VODOROVNÉ NOSNÉ KONSTRUKCE

PODKLADY PRO DIMENZOVÁNÍ NOSNÉHO BEDNĚNÍ PODLAH A REGÁLŮ Z DESEK OSB/3 Sterling

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

4 Halové objekty a zastřešení na velká rozpětí

s t a v e b n í s y s t é m p r o n í z k o e n e r g e t i c k é d o m y Statika ú n o r

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled

BL06 - ZDĚNÉ KONSTRUKCE

POZEMNÍ STAVITELSTVÍ I

LVL lepené vrstvené dřevo Nosné stavební prvky přirozeně ze dřeva

STROPNÍ KONSTRUKCE Petr Hájek 2009

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled

DŘEVO A VYSOKÉ BUDOVY

Spolehlivost a bezpečnost staveb zkušební otázky verze 2010

Program předmětu YMVB. 1. Modelování konstrukcí ( ) 2. Lokální modelování ( )

NK 1 Konstrukce. Volba konstrukčního systému

Obsah: 1. Technická zpráva ke statickému výpočtu 2. Seznam použité literatury 3. Návrh a posouzení monolitického věnce nad okenním otvorem

Zastřešení staveb - krovy

Konstrukční systémy vícepodlažních staveb

Cvičební texty 2003 programu celoživotního vzdělávání MŠMT ČR Požární odolnost stavebních konstrukcí podle evropských norem

1/7. Úkol č. 9 - Pružnost a pevnost A, zimní semestr 2011/2012

Konstrukce s převažujícím ohybovým namáháním

5 Úvod do zatížení stavebních konstrukcí. terminologie stavebních konstrukcí terminologie a typy zatížení výpočet zatížení od vlastní tíhy konstrukce

Základní případy. Smyková odolnost. τ c je smyková pevnost desky [MPa] Patka, soustředěné zatížení. Bezhřibové stropní desky

Prvky betonových konstrukcí BL01 12 přednáška. Prvky namáhané kroutícím momentem Prvky z prostého betonu Řešení prvků při místním namáhání

NCCI: Koncepce a typické uspořádání jednoduchých prutových konstrukcí

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ 02 STATICKÝ VÝPOČET

Principy navrhování stavebních konstrukcí

SKELETOVÉ KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY

NOSNA KONSTRUKCE V SUCHE STAVBE. Ing. Petr Hynšt, Lindab s.r.o.

ČVUT v Praze, fakulta stavební Katedra betonových a zděných konstrukcí Zadání předmětu RBZS obor L - zimní semestr 2015/16

3 Návrhové hodnoty materiálových vlastností

ČVUT v Praze, Fakulta stavební. seminář Stanovení vlastností materiálů při hodnocení existujících konstrukcí Masarykova kolej, 3. 4.

Smyková odolnost na protlačení

Stavební technologie

STUDENTSKÁ KOPIE. Základní princip. Základy stavebního inženýrství. Ing. Miroslav Rosmanit, Ph.D. Katedra konstrukcí

Statika 2. Vybrané partie z plasticity. Miroslav Vokáč 2. prosince ČVUT v Praze, Fakulta architektury.

Pozemní stavitelství I. Zpracoval: Filip Čmiel, Ing.

Úvod Požadavky podle platných technických norem Komentář k problematice navrhování

Zastřešení staveb - krovy

Příklad č.1. BO002 Prvky kovových konstrukcí

KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY BUDOV II KOMPLEXNÍ PŘEHLED

BL006 - ZDĚNÉ KONSTRUKCE

BH 52 Pozemní stavitelství I

Dřevěné konstrukce. Dřevo - od nepaměti. Zavedení výroby řeziva na pilách Výroba kovových spojovacích prostředků Lepené konstrukce

Účinky smršťování a dotvarování a opatření pro omezení jejich nepříznivého působení

Jednotný programový dokument pro cíl 3 regionu (NUTS2) hl. m. Praha (JPD3)

Statický výpočet střešního nosníku (oprava špatného návrhu)

BL06 - ZDĚNÉ KONSTRUKCE

Montované technologie. Technologie staveb Jan Kotšmíd,3.S

PRŮBĚH ZKOUŠKY A OKRUHY OTÁZEK KE ZKOUŠCE Z PŘEDMĚTU BETONOVÉ PRVKY PŘEDMĚT BL001 rok 2017/2018

OTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6

Desky Trámy Průvlaky Sloupy

14/03/2016. Obsah přednášek a cvičení: 2+1 Podmínky získání zápočtu vypracovaná včas odevzdaná úloha Návrh dodatečně předpjatého konstrukčního prvku

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta stavební. Zastřešení dvojlodního hypermarketu STATICKÝ VÝPOČET. Ondřej Hruška

Část 3: Analýza konstrukce. DIF SEK Část 3: Analýza konstrukce 0/ 43

5. Ocelové skelety budov. Dispozice, stropy.

Prostorové konstrukce - rošty

D.1.2 a. STAVBA: MALOKAPACITNÍ UBYTOVACÍ ZAŘÍZENÍ - MIROŠOV U JIHLAVY na p.č. 1/1 k.ú. Mirošov u Jihlavy (695459)

Sada 2 Dřevěné a ocelové konstrukce

F Zug F H. F Druck. Desky Diamant 07/2010. Knauf Diamant. Diamant deska, která unese dům

Různé druhy spojů a spojovací součásti (rozebíratelné spoje)

Posouzení mikropilotového základu

9. Spřažené ocelobetonové nosníky Spřažené ocelobetonové konstrukce, návrh nosníků teorie plasticity a pružnosti.

ZÁKLADNÍ PŘÍPADY NAMÁHÁNÍ

36-47-M/ /2014 STAVEBNÍ KONSTRUKCE

Dřevěné konstrukce (stropy, krovy, hrázděné a roubené konstrukce,), dřevokazné a degradační procesy Historické hrázděné konstrukce

NK 1 Konstrukce. Co je nosná konstrukce?

Pružnost a pevnost (132PRPE) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady. Část 1 - Test

PRŮBĚH ZKOUŠKY A OKRUHY OTÁZEK KE ZKOUŠCE Z PŘEDMĚTU BETONOVÉ PRVKY předmět BL01 rok 2012/2013

Dilatace nosných konstrukcí

Základní otázky AR 2017/ 2018

STATICKÉ POSOUZENÍ K AKCI: RD TOSCA. Ing. Ivan Blažek NÁVRHY A PROJEKTY STAVEB

Transkript:

Konstrukce budov na bázi dřeva Statickokonstrukční pohled Dřevěné konstrukce 8 1

Konstrukce = útvar, přenášející zatížení Zatížení konstrukcí Přímá (primárně pro vyšetřování statické bezpečnosti konstrukcí) Nepřímá (primárně pro vyšetřování trvanlivosti a životnosti konstrukcí) Původ přímých zatížení: vzájemné působení těles (Newtonovská mechanika), zejména Země vs. stavba gravitačnípůsobení (tj. veškerá tíha konstrukcí, zařízení, obyvatel ) Seismicképůsobení (zemětřesení, silový impuls Země, reakce jsou setrvačné síly v budovách) Spojitá prostředí vs. stavba (atmosféra, vodoteče) Stacionární proudění tlak, sání, tření, turbulence Nestacionární proudění dynamické účinky Ostatní tělesa vs. stavba Impulsy sil(brzdné účinky, nárazy těles, exploze) Síly odporu (tření) Velký možnosti současného výskytu v čase hledání možných nebezpečných kombinací. 2

Primární nosné konstrukce: požadavky Hlavní poslání primární nosná konstrukce: přenos účinků přímých zatížení do základové konstrukce podloží staveb Staticko-konstrukční požadavky: Dostatečná únosnost konstrukce (pevnostní hledisko) Dostatečná tuhost konstrukce (přetvárné vlastnosti) Dostatečná stabilita konstrukce (vazba budova-země) ČVUT Praha 2010 Prof. Ing. J. Krňanský, CSc. 3

Dřevo a jeho staticko-konstrukční dispozice Objem ové hm otnosti (kg/m 3) Modul pružnosti ( MPa) 9000 8000 7000 6000 5000 4000 3000 2000 1000 250000 200000 150000 100000 50000 E minimální E maximální 0 ocel beton zdivo CP dřevo báze 0 ocel beton zdivo CP dřevo 700 600 500 400 300 200 100 0 Skutečné a charakteristické pevnosti v tahu (MPa) ocel beton zdivo CP dřevo skutečná pevnost v tahu (min) skutečná pevnost v tahu (max) charakteristická pevnost v tahu (min) charakteristická pevnost v tahu (max) Konstruktérské handicapy: Malý E malá tuhost částí staveb (stropy) i celků (budovy), vlastní frekvence Primárně dostupné pouze jako tyčovina stabilitní problémy (vzpěr..) Problém přenosu sil ve spojích (otlačení spojovacích prvků..) Respekt k biologickému původu : anizotropie a stavební fyzika komplexní pohled 4

Nosníky (dnes už téměř výhradně KVH, DUO/TRIO, BSH) Materiály: Smrk, vyjímečně dub (přemáhané sloupky, trvale vlhká expozice) Konstrukční citlivost: vzpěr, otlačení kolmo k vláknům, tah kolmo k vláknůmosazení nosníků Hlavní použití: Tlačené prvky (zejména svislé stěny, tlak II s vlákny, dřevo na stojato, ne srubové stěny) Ohýbané prvky (zejm. stropní konstrukce a krovy) Více tažené prvky spíše ne (přenos sil ve styčnících), když tak v příhradových konstrukcích. 5

Norma vs. skutečné pevnosti Normové hodnoty jsou postavené na filosofii mezních stavů ( kvantilová filosofie ): dnes 5 a méně % Účinek zatížení E, který může být překročeno nejvýše u 5-ti případů ze 100 (E 5% ) musí být menší, než odolnost konstrukce R, která bude zjištěna alespoň u 95 konstrukcí ze 100 (R 95% ): E 5% < R 95% Charakter pracovního diagramu jehličnatého dřeva. Plná čára značí namáhání rovnoběžně svlákny, čárkovaná kolmo kvláknům. Typické hodnoty modulů pružnosti jsou E rovnoběžně =11-15000 MPa, E kolmo =400-500 MPa. Pevnosti vprostém tlaku a tahu jsou běžně 70-100 MPa. řádově čtyřnásobná rezerva pevností (ne modulů pružnosti) proti normě. 6

Statické deskové materiály Typy materiálů: překližka, OSB, sádrovláknitédesky, cementotřískovédesky (dříve i dřevotříska, dnes minimálně) Koncepčně správné využití Membránová tuhost vrovině desky -ztužující funkce: výztužné stěny a tuhé stropní tabule, příp. vyztužení vrovině střechy Ohyb kolmo krovině desky: lokálně, zejména stropní konstrukce, někdy i střešní pláště Při vhodném spojení s tlačeným prvkem: stabilizace proti vybočení Při vhodném spojení srámovou konstrukcí stěny: zvýšená únosnost stěn v tlaku Upozornění a rizika: překližka, dřevotříska, OSB se dodávají jako vodovzdorné OK, pozor: desky OSBmohou mít pevnosti závislé na orientaci třísek (orientované OSB desky) Sádrovláknitédesky: větší vlhkost nevhodné, bobtnání a trvalé deformace (ale využitelnost při formování) Cementotřískovédesky: vysoká dilatometriea křehkostpři upevňování po okrajích 7

Orientovaná OSB deska a její parametry normálová napětí (tlak, tah, ohyb) a tuhost(modul pružnosti) jsou vždy lepší ve směru třísek(hlavní směr). Smykje vždy lepší kolmo k rovině desky než v rovině desky. Mechanické vlastnosti desek OSBfirmy Sterling. Hodnoty vmpa. 8

Měřené pevnosti OSB Rezerva naproti normovým hodnotám 4. Moduly pružnosti jsou přibližně odpovídající. 9

Měřené pevnosti překližek (US) Orientační výpočtové pevnosti získáme dělením rezervou ( 4). Modul pružnosti je řádově odpovídající. 10

TUHOST (DŘEVO)STAVEB 11

Tuhost: prutové prvky (stropnice, průvlaky ) Tuhost= odolnostkonstrukce či jejích částí vůči přetvoření Prutový prvek: h/l 1/5 platí Beroulli- Navierovahypotéza, má smysl zavést moment setrvačnosti rozhodující podíl na deformaci prutů má ohyb Přetvoření střednice(průhyb) přímého prizmatického prutu zásadní charakteristika je ohybová tuhost, EI Vliv modulu pružnosti E Vliv výšky průřezu (1/12 bh 3 ) Vliv modulu pružnosti na velikost přetvoření: je-li E 1 : E 2 : E 3 = 1 : 2 : 5, potom pro průhyby vplatí v 1 : v 2 : v 3 = 1 : 1/2 : 1/5 Rozdělení zatížení na identické prvky se stejným přetvořením. Je-li E 1 : E 2 : E 3 = 1 : 2 : 5 potom se zatížení F rozdělí na jednotlivé prvky vpoměru 1/8 : 2/8 : 5/8. 12

Tuhost: stěnové prvky (výztužné stěny, stropní tabule ) Stěnový prvek: h/l 5 přestává platit Beroulli-Navierovahypotéza obraz o skutečné tuhosti poskytne řešení stěnové rovnice Pro h/l 1 je rozhodující pro přetvoření smyk Pro technické výpočty potom vystihuje s postačující přesností přetvoření stěny (průhyb) smyková tuhost AG G smrk (kolmo k vl.) cca 1250 MPa, G OSB140-340 MPa(neplatí E(2/(1+μ)) podle pružnosti, anizotropie významný vliv smyku. Zhruba 0,1E. Lineární vliv výšky průřezu U nízkých výztužných stěn ( přízemní a dvoupodlažní objekty) uvažujeme obvykle pouze smykovou tuhost. 13

Svazek prutů a funkce tuhé stropní tabule (TST) Svislá nosná konstrukce je tvořena obecně sloupy, stěnami, jádry Tyto prvky se o vodorovné zatížení rozdělí pouze za předpokladu tuhé stropní tabule (strop jako kra ) Problém tradičních dřevěných trámových stropů, též rekonstrukce starých domů (bourání příček) Stropní tabule musí být tuhá v kterémkoliv směru ve své rovině TST v monolitu snadno, pozor však na dřevo (neexistují monolitické dřevěné konstrukce) 14

Rozdělení vodorovného zatížení na svislé prvky TST je nezbytným předpokladem pro rozdělení (redistribuci) vodorovného zatížení na jednotlivé svislé prvky v konstrukci(vždy požadujeme). Vodorovné zatížení se na svislé prvky rozděluje v poměru jejich tuhostí (obecně) U výškových objektů mají všechny svislé prvky charakter prutů rozhoduje deformace ohybem tuhost svislých prvků je dána EI (známá poučka, že zatížení se rozděluje v poměru EI: je to pravda jen pro dosti vysoké objekty, tj. mají-li všechny svislé prvky charakter prutů!) Při menších výškách objektů, kdy alespoň některé svislé prvky ztrácejí prutový charakter, je pro rozdělovací zákon třeba použít pojem tuhosti v obecném slova smyslu. Pro nízkopodlažní objekty (do 2-3 podlaží) lze při stanovení rozdělovacího zákona uplatnit za přítomnosti stěnových prvků pouze smykovou tuhost AG v technickém slova smyslu (rozhodující význam) 15

Nedostatečná tuhost objektu při TST Nedostatečná tuhost = nadměrné průhyby nebo kroucení objektu nutnost prostorového ztužení(pomocí ztužidel) Zvýšení tuhosti objektu lze dosáhnout Spřažením existujících svislých prvků Rámový účinek Prutová ztužidla Membrány Vložením samostatných výztužných prvků (jednoduché či větvené stěny, jádra ) U dřevostaveb: Nízkopodlažní těžké skelety 3-4 podlaží: prutová ztužidla (vzdušnost konstrukce, volná dispozice) Stěnové systémy: do 4 až 5tipodlaží si obvykle poradí samy (RD, nízkopodlažní zástavba) Někdy konstrukci opřeme o vnitřní žb. Nebo cihelný blok (schodiště, výtahy,.) 16

Rozmísťování ztužidel (resp. stěn) po půdorysu Ideální stav: výslednice vodorovného zatížení prochází těžištěm tuhosti objektu Podmínka stability (hledisko kroucení): alespoň 3 ztužidla, nesmějí se protínat v jednom bodě. Těžiště tuhosti vysokého a nízkopodlažního objektu: dva různé body U nízkopodlažních objektů (a jen o ty se v tomto kursu zajímáme) stačí dodržet pravidlo těžiště ploch (při nehomogenitě materiálů pak těžiště GA) R 1/2 B R 1/6 B 17

Statika dřevostaveb: primárně tuhost Návrh na únosnost vesměs nic zajímavého (viz poznámky dále) Malý modul pružnosti dřeva vesměs rozhodují kritéria mezních přetvoření tuhosti Svislé zatížení: stropy (průhyby), triviální problém Vodorovné zatížení: objekty jako celky, komplikovanější úloha, spolupráce s architektem Specifika u dřevostaveb: Zcela primárně: tuhost stropních tabulí (tedy včetně konstrukce stropu nad posledním podlažím, může být tvořeno střechou-viz bungalovy) Následně: svislé nosné konstrukce Návrh stěn z pohledu zajištění dostatečná tuhosti objektu (půdorysná délka stěn nebo rozpětí ztužidel) Návrh rozmístění stěn s ohledem na vyloučení kroucení Na závěr: konstrukce střechy, pokud nahrazuje strop nad posledním podlažím. Monolitické dřevo neexistuje. Pro docílení potřebných tuhostí (stropních tabulí, stěnových prvků, střešních soustav atd.) u dřevostaveb je zásadní: Volit vhodné spojovací prostředky V maximální míře využívat spoje na PD, někdy včetně prolepování 18

Moderní spojovací prostředky aneb zapomeňte na tesařské spoje, kladivo a hřebíky 19

Mechanické spojovací prostředky- přehled V moderních dřevostavbách podstatné: Spony(do průměru drátu 2 mm, délky až 180 mm): průmyslová výroba, šité spoje, automatizace, cena Dlouhé samozávrtné vruty (na aku) s velkou hlavou a frézkou na zapuštění Hřebíky: kroužkové, šroubové Hřebíkové desky pro konstrukce příhradových nosníků (bungalovy) 20

Tesařské kování = oceloplechové tvarovky 21

Kompletizovanésystémy pro tvorbu skeletových konstrukcí (styčníky, stropní a střešní konstrukce) 22

Průmyslové technologie upevňování Pneumatické ruční nářadí nebo automaty: sponkování,hřebíkování Kadence sponkování: Ručně cca 150-200 spon/min Automat až 800 spon/min Kadence hřebíkování: Cca do 100 hř./min 23