Nosné konstrukce budov

Podobné dokumenty
Konstrukce s převažujícím ohybovým namáháním

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

4 Halové objekty a zastřešení na velká rozpětí

Rámové konstrukce Konstrukce zastřešení namáhané převážně tlakem Vladimír Žďára, FSV ČVUT Praha 2012

POZEMNÍ STAVITELSTVÍ I

Modulová osnova. systém os, určující polohu hlavních nosných prvků

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

KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY BUDOV II KOMPLEXNÍ PŘEHLED

M pab = k(2 a + b ) + k(2 a + b ) + M ab. M pab = M tab + k(2 a + b )

Modulová osnova. systém os, určující polohu hlavních nosných prvků

HALOVÉ OBJEKTY ÚČEL A FUNKCE

Prostorové konstrukce - rošty

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

STROPNÍ KONSTRUKCE Petr Hájek 2009

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled

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

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

KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY HALOVÝCH STAVEB

VODOROVNÉ NOSNÉ KONSTRUKCE

Témata profilové části ústní maturitní zkoušky z odborných předmětů

Sada 2 Dřevěné a ocelové konstrukce

Témata profilové části ústní maturitní zkoušky z odborných předmětů

Průmyslové haly. Halové objekty. překlenutí velkého rozponu snížení vlastní tíhy konstrukce. jednolodní haly vícelodní haly

Úvod do pozemního stavitelství

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB

Pozemní stavitelství II. ení budov 2. Zpracoval: Filip Čmiel, Ing.

ZÁKLADNÍ KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY POZEMNÍCH A INŽENÝRSKÝCH STAVEB Z OCELI

Témata profilové části ústní maturitní zkoušky z odborných předmětů

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

Technologie staveb podle konstrukce. Technologie staveb Jan Kotšmíd,3.S

Sada 2 Dřevěné a ocelové konstrukce

Konstrukce šikmých střech II

Průmyslové haly. překlenutí velkého rozponu snížení vlastní tíhy konstrukce. průmyslové haly do 30 m rozpětí haly velkých rozpětí

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled

Konstrukce krovů II Návrh nosné konstrukce šikmého zastřešení 1 Vladimír Žďára, FSV ČVUT Praha 2013

Nosné konstrukce krovů

NK 1 Konstrukce 2. Volba konstrukčního systému

Zastřešení staveb - krovy

Interakce stavebních konstrukcí

Příklad č.1. BO002 Prvky kovových konstrukcí

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

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled

NK 1 Konstrukce. Co je nosná konstrukce?

Stavební technologie

7. Haly. Dispozice, střešní konstrukce.

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled

Zastřešení staveb - krovy

BO004 KOVOVÉ KONSTRUKCE I

8. Střešní ztužení. Patky vetknutých sloupů. Rámové haly.

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

OCELOVÉ A OCELOBETONOVÉ STROPY

Inovace profesního vzdělávání ve vazbě na potřeby Jihočeského regionu CZ.1.07/3.2.08/ Pozemní stavitelství a technologie provádění I

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

studentská kopie 3. Vaznice - tenkostěnná 3.1 Vnitřní (mezilehlá) vaznice

NK 1 Konstrukce. Volba konstrukčního systému

Nosné konstrukce šikmých střech

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

KONSTRUKČNÍ MATERIÁLY

Úkoly a rozdělení stavebnictví

Účinky smršťování a dotvarování a opatření pro omezení jejich nepříznivého působení

Příklad č.1. BO002 Prvky kovových konstrukcí

Konstrukce šikmých střech

Haly velkých rozpětí. Nosné konstrukce III 1

STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ JIHLAVA

Diplomová práce OBSAH:

Konstrukce namáhané převážně tahem

STAVEBNÍ MATERIÁLY A KONSTRUKCE (STMK) DŘEVĚNÉ KONSTRUKCE

STŘECHY - VAZNÍKY. 16. Typy vazníků, úvod. Digitální učební materiál projektu: SŠS Jihlava - šablony

KONSTRUKCE KŘÍDLA - I

BL 04 - Vodohospodářské betonové konstrukce MONOTOVANÉ KONSTRUKCE

Různé druhy spojů a spojovací součásti (rozebíratelné spoje)

NOSNÉ STĚNY, SLOUPY A PILÍŘE

DOSTAVBA AREÁLU FIRMY KIEKERT

VZOROVÁ TECHNICKÁ ZPRÁVA

Trapézový plech... ako nosná súčast ľahkej plochej strechy. Ing. Miloš Lebr, CSc., Kovové profily, spol. s r.o., Praha

NKI Zděné konstrukce doc. Ing. Karel Lorenz, CSc. Ústav nosných konstrukcí FA

ÚVOD 4.ročník KOSTRUKCE STAVEB

Haly velkých rozpětí Nosné konstrukce III 1

BH 52 Pozemní stavitelství I

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

FAST VUT Brno BAKALÁŘSKÁ PRÁCE. Nosná konstrukce jízdárny. Technická zpráva

3. Tenkostěnné za studena tvarované OK Výroba, zvláštnosti návrhu, základní případy namáhání, spoje, přístup podle Eurokódu.

Skeletové konstrukce 2

D1.2.1 TECHNICKÁ ZPRÁVA A SPECIFIKACE

Vrstvená struktura (sendvič)

D2.2a.1 TECHNICKÁ ZPRÁVA A SPECIFIKACE

Základní otázky AR 2017/ 2018

Sada 1 Technologie betonu

LANGERŮV TRÁM MOST HOLŠTEJN

STANOVENÍ VZPĚRNÝCH DÉLEK PRUTŮ PŘÍHRADOVÉ VAZNICE A PŘÍHRADOVÉHO VAZNÍKU řešený příklad pro BO004

1 Dřevěné vazníky spojované deskou s prolisovanými trny

1 Použité značky a symboly

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

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

Vazníky. k zastřešení velkých ploch kde není možno zbudovat střední podpory Nejčastěji se s nimi setkáváme u jednopodlažních hal.

INŽENÝRSKÉ. Ocelové TESAŘSKÉ. Lepené. Dřevěné. Hřebíkové plechy. Hmoždinky. Hmoždíky Skoby. Svorníky. Hřebíky. Sponky. Kolíky.

A. 1 Skladba a použití nosníků

STROPNÍ KONSTRUKCE ZÁKLADNÍ POŽADAVKY NA STROPNÍ KONSTRUKCE,ROZDĚLENÍ STROPŮ. JE TO KCE / VĚTŠINOU VODOROVNÁ /, KTERÁ ODDĚLUJE JEDNOTLIVÁ PODLAŽÍ.

Montované technologie. Technologie staveb Jan Kotšmíd,3.S

Transkript:

Nosné konstrukce budov

Základní koncept budovy jedna statička mi říkala, že jsou to stejně jenom nosníky a konzoly

Koncept výškové budovy dominantní vodorovné zatížení je přenášeno účinkem konzoly celkový ohybový moment od vnějšího zatížení musí být přenesen sumárním účinkem vnitřních ztužujících konstrukcí

Koncept halové budovy dominantní svislé zatížení je přenášeno nosníkovým účinkem celkový ohybový moment od vnějšího zatížení musí být přenesen sumárním účinkem konstrukce

Plošně zatížená konstrukce Konstrukce přenáší plošné zatížení (stěna budovy, strop, střecha haly, šikmá střecha) o součástí konstrukce musí být deska (zachycení plošného zatížení) o deska na větší rozpětí je těžká a proto se navrhují vícestupňové konstrukce Funkce stropní konstrukce

Specializace - deska a nosník plošný prvek specializovaný na sběr zatížení tyčový prvek specializovaný na přenesení momentu (nosník, rám, oblouk,..)

Co mají společného? strom, kořeny, řeka, blesk, svoz odpadu, zásobování, kanalizační síť,

Stromová struktura mají společné obecné funkce - sběr něčeho z plochy a přenos něčeho

Velikost stromu strom, keř, tráva Proč mají různou topologii?

Stromová struktura nosných konstrukcí halové konstrukce, krovy, stěny vícepodlažních budov,

A ještě větší abstrakce. (pouze pro drsné povahy) o Systém se dvěma funkcemi se při zvyšování požadavků rozpadá na dva specializované subsystémy o aplikace příklady konstrukcí s více funkcemi

Příklad: Obvodová stěna budovy dvě funkce nosná a tepelně izolační původní konstrukce s malými požadavky = jednovrstvá nová kosntrukce s vyššími požadavky = vrstvená

Halové konstrukce

Funkce halových a velkoobjemových objektů nosná funkce přenos svislých zatížení přenos vodorovných zatížení obalová funkce ochrana vnitřního prostředí Halový objekt - porovnání s konstrukcí krovu zastřešuje větší, popř. velký rozpon (12 m a více) nemá zpravidla vnitřní podpory vnitřní prostor není zpravidla členěn podlaha je zpravidla na terénu

Vliv dispozičního řešení na geometrické uspořádání halového objektu charakter provozu ovlivňuje půdorysné uspořádání nosné konstrukce (využití prostoru)

Vliv provozu na tvar halového objektu - příčný řez tvar příčného řezu konstrukce (přímé, konvexní, konkávní)

Rozpon nosné konstrukce Velikost ohybového momentu je úměrná mocnině rozponu Rozpon konstrukce je nejdůležitější parametr rozhodující o její efektivnosti

Příklad konstrukce s velkým rozponem (stanice metra Střížkov)

Příklad konstrukce s malým rozponem (tiskárna České Budějovice)

Zatížení a poruchy halových konstrukcí Svislá zatížení (porušení ohybová, tlaková(vzpěr), tahová) Vodorovná zatížení (porušení tuhosti stropní tabule, ztráta prostorové stability) Objemové změny (teplotní,..), tahová, tlaková porušení Sedání podpor

Jednostupňové, dvoustupňové a vícestupňové jedno, dvou, tří a více stupňové systémy volba závisí na rozponu konstrukce nezávislost a optimalizace konstrukčních řešení jednotlivých stupňů

Jednosměrné a vícesměrné výběr ovlivňují možnosti podepření princip lze aplikovat i na vícestupňové konstrukce vícesměrně působící konstrukce je staticky neurčitá princip lze aplikovat na ohýbané, tlačené i tažené konstrukce

Geometrie systému Systémy: ortogonální radiální axiální

Konstrukční varianty příčně zatížených konstrukcí Konstrukce s působením převážně: ohybovým (nosník, rám) tlakovým (rám, lomený rám, oblouk) tahovým (visuté, zavěšené, pneumatické) konstrukce se smíšeným působením (ohybové a tlakové namáhání) (rám, lomený rám)

Ohýbaná konstrukce nosník, konzola, příčle rámu, pole spojitého nosníku ohýbaná konstrukce přenáší ohyb = dvojice sil tlačená a tažená část konstrukce únosnost je dána součinem plochy a ramenem efektivnější konstrukce mají větší rameno vnitřních sil

Smykové spojovací prostředí dva pásy nestačí - nezbytné je smykové spojovací prostředí propojení hmoždíky, ozuby roštový nosník (dříve zazubený nosník) plná stěna plnostěnný nosník, stěnová ztužidla příhrada příhradový nosník, příhradová ztužidla rámové příčle nosník s rámovými příčlemi (vierendeelův), rámová ztužidla

Základní rozdělení a varianty ohýbaných konstrukcí Podle základního uspořádání (topologie) bezvazníkové deskové systémy (deska) vazníkové systémy (vazník-vaznice-deska, vazník-deska) Podle charakteru namáhání základní vazby plnostěnné, příhradové s rámovými příčlemi Podle materiálu: ocelové betonové dřevěné materiálově kombinované

Konstrukce s převažujícím ohybovým namáháním Deskové soustavy o Deskové konstrukce o Prizmatické lomenice o Soustavy s plošnými nosníkovými prvky (bezvazníkové soustavy) Vazníkové soustavy Rámové soustavy

Konstrukční varianty příčně zatížených konstukcí Konstrukce s působením převážně: ohybovým (nosník) tlakovým (lomený rám, oblouk) tahovým (visuté, zavěšené, pneumatické) Konstrukce se smíšeným působením rám, lomený rám

Deskové konstrukce

Statická účinnost deskové konstrukce v závislosti na rozponu schopnost desky přenášet zatížení klesá nepřímo úměrně čtverci rozponu

Snížení vlastní hmotnosti ohýbaných konstrukcí snížení vlastní hmotnosti prvku vícestupňová konstrukce a) deska lehčená v celé tloušťce, b) deska s lehčeným jádrem, c) deska s otvory, d) sendvičová konstrukce, e) T - průřez

Prizmatické lomenice

Stěnové nosníky Porovnání stěnového a normálního nosníku Otevřený nebo uzavřený systém v závislosti na podepření Trajektorie hlavních napětí v závislosti na způsobu podepření Příklady: lomenice výztužné stěny

Účinné tvarování deskového průřezu Účinné tvarování poskytuje: velké rameno vnitřních sil stabilizaci tlačené části průřezu

Další použití lomenicových konstrukcí Prizmatické lomenice Lomenicové rámy a oblouky

Lomenice vyztužené horizontální deskou Zvýšení únosnosti lomenicového rámu vložením desky do tlačené zóny průřezu (Sál Unesco, Paříž Nervi 1957)

Soustavy s plošnými nosníkovými dílci (bezvazníkové soustavy)

Bezvazníkové haly konstrukční přechod mezi deskovými a vazníkovými soustavami spřažení desky a žeber výhodné pro betonové konstrukce předpínané konstrukce

Konstrukční řešení nosníkových dílců tvarování dílců předepínání dílců nadvýšení dílců

Dotvarování soustav s plošnými nosníkovými dílci tenkostěnné předpínané betonové dílce jsou náchylné k dotvarování opatření: stejně staré dílce spojování dílců

Hyperbolicko-parabolické skořepinové dílce vliv tvaru příčného řezu na statickou účinnost

Vazníkové soustavy

Ukázky a historie vazníkových a rámových konstrukcí

Prehistorické a antické konstrukce dřevo, kámen 3000-1000 b.c. Mezopotámie (dřevo) 1200 b.c. Řecko (dřevo, kámen) 190 b.c. Řím (dřevo, železo)

Litinové a ocelové konstrukce z období 19. století 1851 London Chrystal palace (Paxton, Fox - litina, dřevo) 1878 Paris Exhibition palace (Henri de Dion - ocel)

Dřevěné konstrukce z období 19. století 1820 Emy - Skružová oblouková konstrukce 1830 - Ardant Příhradový rám 1850 - Příhradový vazník s ocelovými styčníky

Lepené konstrukce (20-století) 1900 - Hetzer Lepený dřevěný rám

Principy vazníkových konstrukcí

Celkové schéma a prvky vazníkové soustavy Dvoustupňový systém vazník, plošný prvek(panel) Třístupňový systém vazník, vaznice, plošný prvek (panel, pobití) Opěrný systém sloupový sloupy, průvlaky Opěrný systém stěnový podélné nosné stěny (zdivo, beton) Plnostěnné nebo příhradové vazníky (typické řešení)

Vlastnosti vazníkových soustav Výhody: Nevýhody: jednoduché prvky jednoduché stykování menší citlivost k vynuceným deformacím menší statická efektivnost menší příčná tuhost

Hospodárnost návrhu vazníku efektivní tvar nosníku vychází z vnějšího ohybového momentu hospodárnosti se dosahuje tvarem odpovídajícím ohybovému namáhání vhodnou výškou vazníku odstupňování pásových průřezů

Efektivní tvarování průřezu efektivnost průřezu závisí na poměru průřezového modulu a plochy (únosnosti a ceny) statická účinnost průřezu vyjadřuje efektivnost využití materiálu průřezu pro ohybová namáhání statická účinnost je dán poměrem mezi jádrovou úsečkou (c=w/a) a výškou průřezu h

Zakřivené vazníky zakřivený nosník s horizonálně netuhým (posuvným) podepřením přenáší zatížení ohybovým působením nevzniká vodorovná síla

Vzpěrný tlak pásnic štíhlých nosníků štíhlá tlačená pásnice je namáhána vzpěrným tlakem

Opatření proti vybočení tlačených částí nosníků Opatření proti vybočení o ohybová tuhost pásnice o spolupůsobení s jinou pásnicí o připojení ke spodnímu pasu sousedního prvku o připojení k jiné tuhé konstrukci o prostorově působící nosník o lomenice a skořepiny o pneumatický nosník

Spojité nosníky důvody využití průběh vnitřních sil

Význam vnitřních kloubů spojitého nosníku klouby umožňují modifikovat vnitřní síly klouby snižují statickou neurčitost (menší citlivost na vynucené deformace) klouby umožňují snazší spojování prvků

Rozpony spojitých nosníků vliv nestejného rozpětí jednoho pole na celkovou efektivnost řešení jedno velké pole sníží efektivnost celé konstrukce malé pole nevadí

Vazníkové haly na bázi dřeva

Plnostěnné vazníky na bázi dřeva vazník spřažený z hranolů vazník sbíjený z hranolů vazník sbíjený z fošen a prken low-tech řešení

Plnostěnné vazníky lepené přímopasový vazník, sedlový vazník, sedlový vazník se zakřiveným spodním pasem, sedlový vazník lomený, vazník s převislými konci a s náběhy, lomený vazník se střední částí sepnutou táhlem tvarování příčného řezu průřezy lepené z lamel, průřezy se stojinou z aglomerovaných desek, průřezy se stojinou z vlnitého plechy, průřez s vlepenou výztuží

Vlastnosti lepených konstrukcí Výhody: účinné tvarování průřezu dostatečná smyková tuhost požární odolnost možnost uplatnění různě kvalitních materiálů (okolo neutrálné osy) možnost vyztužení Nevýhody: cena materiálu cca 3-4x vyšší než běžné dřevo

Příhradové vazníky na bázi dřeva a) příhradový vazník s lepenými styčníky b) příhradový vazník sbíjený z prken c) příhradový vazník spojovaný kovovými hřebíkovými deskami d) materiálově kombinovaná soustava (vzpěradlo a vzpinadlo=inverzní systémy) e) materiálově kombinovaný sedlový vazník (vzpěradlo a dvě vzpinadla) 1-tlačný pás, 2-tažený pás, 3-tlačená diagonála, 4-tažená diagonála, 5-vyztuha uložení, 6-sloupek, 7-vzpěra, 8-táhlo

Řešení styčníků dřevěné příhradové konstrukce sbíjený styčník (a) styčník s ocelovými styčníkovými plechy s prolisovanými trny (b) styčník se svorníkem (c) lepený styčník s překližkovou deskou (d)

Řešení podpor uložení pomocí vložené styčníkové desky (a) uložení mezi ocelové příložky (b) uložení do upraveného zhlaví sloupu (c)

Vazníkové haly na bázi betonu

Plnostěnné vazníky na bázi betonu Sedlový vazník průřezu I, T (a) Pultový vazník (b) Přímopasý vazník průřezu I, resp. U (c) jednoduchá výroba Obloukový vazník s táhlem (d) staticky efektivní Sedlový vazník se stojinou vylehčenou otvory (e) dobrá prostupnost

Příhradové vazníky na bázi betonu Příhradový vazník sestavený z dodatečně spínaných prvků (a) Příhradový sedlový vazník z předem předepjatého betonu (b) Příhradový vazník s lomeným horním pasem z předepjatého betonu (c) Styčníky vazníků

Vazníkové haly na bázi oceli

Plnostěnné a prolamované vazníky na bázi oceli Přímopasový vazník z válcovaných, resp. tenkostěnných za studena tvar. průřezů (a) Přímopasový vazník složený z válcovaných průřezů (b) Přímopasový prolamovaný vazník (c) Pultový resp. sedlový vazník svařený z širokých pásových ocelí (d, e) Výroba prolamovaných nosníků

Příhradové vazníky na bázi oceli přímopasový (a), pultový (b) sedlový přímopasový (c) sedlový přímopasový s taženými diagonálami (d) sedlový s taženými diagonálami (e) sedlový s podružnými pruty (f) sedlový s úpravou pro světlík (d,h) pultový s různoběžnými pasy (i, j) sedlový s parabolickým spodním pasem (k) girlandový s táhlem (l) sedlový s táhlem (m) sedlový prostorový s předpínacími lany (n) obloukový (o)

Styčníky ocelových příhradových vazníků svařovaný styčník se styčníkovým plechem napojení vzpěrkové vaznice k příhradovému nosníku Napojení diagonál na dolní pas: s provedením prostorového řezu zploštěním konců a svařením

Podepření ocelových vazníků Řešení podporového kloubu u příhradových vazníků: uložení trubkového vazníku (a) uložení vazníku z válcovaných profilů (b) uložení vazníku z tenkostěnných profilů (c)

Předepínané konstrukce

Předepínání konstrukcí Důvody předepínání konstrukcí Zvýšení únosnosti dílčího průřezu (předpětí průřezu) Modifikace vnitřních sil v konstrukci (předpětí konstrukce)

Příklady předpětí v konstrukcích