Konstrukce s převažujícím tahovým namáháním. Zavěšené konstrukce Visuté konstrukce Pneumatické konstrukce

Podobné dokumenty
Konstrukce namáhané převážně tahem

POZEMNÍ STAVITELSTVÍ I

KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY BUDOV II KOMPLEXNÍ PŘEHLED

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

KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY POZEMNÍCH STAVEB STAVEBNÍ SOUSTAVY HALOVÝCH OBJEKTŮ NAMÁHANÉ PŘEVÁŽNĚ TAHEM

4 Halové objekty a zastřešení na velká rozpětí

KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY HALOVÝCH STAVEB

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

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

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

Konstrukce s převažujícím ohybovým namáháním

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

ZÁKLADNÍ KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY POZEMNÍCH A INŽENÝRSKÝCH STAVEB Z OCELI

NK 1 Konstrukce 2. Volba konstrukčního systému

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled

ÚVOD 4.ročník KOSTRUKCE STAVEB

HALOVÉ OBJEKTY ÚČEL A FUNKCE

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


NÁVRH VÝZTUŽE ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

Stěnové nosníky. Obr. 1 Stěnové nosníky - průběh σ x podle teorie lineární pružnosti.

Okruhy problémů k teoretické části zkoušky Téma 1: Základní pojmy Stavební statiky a soustavy sil

Haly velkých rozpětí. Nosné konstrukce III 1

VODOROVNÉ NOSNÉ KONSTRUKCE

Nosné konstrukce budov

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

STROPNÍ KONSTRUKCE Petr Hájek 2009

Výpočet sedání kruhového základu sila

Účinky smršťování a dotvarování a opatření pro omezení jejich nepříznivého působení

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled

STAVEBNÍ MATERIÁLY A KONSTRUKCE (STMK) DŘEVĚNÉ KONSTRUKCE

Haly velkých rozpětí Nosné konstrukce III 1

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

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

Nosné konstrukce krovů

Zastřešení staveb - krovy

Zastřešení staveb - krovy

Předpjatý beton Přednáška 9. Obsah Prvky namáhané smykem a kroucením, analýza napjatosti, dimenzování.

NK 1 Konstrukce. Volba konstrukčního systému

Dřevěné konstrukce 8

Prvky betonových konstrukcí BL01 6 přednáška. Dimenzování průřezů namáhaných posouvající silou prvky se smykovou výztuží, Podélný smyk,

Základní výměry a kvantifikace

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled

1 Použité značky a symboly

Témata profilové části ústní maturitní zkoušky z odborných předmětů

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

Vrstvená struktura (sendvič)

Témata profilové části ústní maturitní zkoušky z odborných předmětů

Témata profilové části ústní maturitní zkoušky z odborných předmětů

Prostorové konstrukce - rošty

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ 02 STATICKÝ VÝPOČET

PŮDORYSNĚ ZAKŘIVENÁ KONSTRUKCE ZAVĚŠENÁ NA OBLOUKU

INŽENÝRSKÉ KONSTRUKCE

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

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

VÝSTAVBA MOSTŮ (2018 / 2019) M. Rosmanit B 304 ŽB rámové mosty

- Větší spotřeba předpínací výztuže, komplikovanější vedení

Interakce stavebních konstrukcí

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

PŮDORYSNĚ ZAKŘIVENÁ KONSTRUKCE PODEPŘENÁ OBLOUKEM

VYZTUŽOVÁNÍ PORUCHOVÝCH OBLASTÍ ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE: NÁVRH VYZTUŽENÍ ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

φ φ d 3 φ : 5 φ d < 3 φ nebo svary v oblasti zakřivení: 20 φ

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

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB

Betonové konstrukce (S) Přednáška 3

Betonové konstrukce (S)

Prvky betonových konstrukcí BL01 5. přednáška

ZÁKLADNÍ PŘÍPADY NAMÁHÁNÍ

PRUŽNOST A PLASTICITA I

Betonové konstrukce (S)

Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška

Desky Trámy Průvlaky Sloupy

A. 1 Skladba a použití nosníků

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

MECHANIKA PODZEMNÍCH KONSTRUKCÍ Statické řešení výztuže podzemních děl

Skořepinové konstrukce. tloušťka stěny h a, b, c

při postupném zatěžování opět rozlišujeme tři stádia (viz ohyb): stádium I prvek není porušen ohybovými ani smykovými trhlinami řešení jako homogenní

Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška

BZKV 10. přednáška RBZS. Opěrné a suterénní stěny

PŮDORYSNĚ ZAKŘIVENÁ VISUTÁ A ZAVĚŠENÁ KONSTRUKCE

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

Statika 2. & Stabilita tuhé konstrukce. Miroslav Vokáč 10. prosince ČVUT v Praze, Fakulta architektury.

CL001 Betonové konstrukce (S) Program cvičení, obor S, zaměření KSS

NK 1 Konstrukce. Co je nosná konstrukce?

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

KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY HALOVÝCH STAVEB

6 ZÁSADY PRO ŘEŠENÍ KONSTRUKCÍ S PROTIPOŽÁRNÍMI SKLENĚNÝMI VÝPLNĚMI

GESTO Products s.r.o.

Úvod do pozemního stavitelství

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

ZAKLÁDÁNÍ STAVEB VE ZVLÁŠTNÍCH PODMÍNKÁCH

Střední průmyslová škola a Vyšší odborná škola technická Brno, Sokolská 1

CL001 Betonové konstrukce (S) Program cvičení, obor S, zaměření NPS a TZB

Projevy dotvarování na konstrukcích (na úrovni průřezových modelů)

BO004 KOVOVÉ KONSTRUKCE I

Nosné konstrukce AF01 ednáška

Omezení nadměrných průhybů komorových mostů optimalizací vedení předpínacích kabelů

Tabulky únosností trapézových profilů ArcelorMittal (výroba Senica)

CL001 Betonové konstrukce (S) Program cvičení, obor S, zaměření NPS a TZB

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

Transkript:

Konstrukce s převažujícím tahovým namáháním Zavěšené konstrukce Visuté konstrukce Pneumatické konstrukce

Zavěšené konstrukce

Působení a vlastnosti zavěšené konstrukce

Řetězové mosty (Schnirch 1839, 1848) most císaře Františka I (Schnirch 1839), rozpon 132m most přes Vltavu v Podolsku (Schnirch 1848) mosty ze stejného období jako Lán híd v Budapešti

1983 PA Technology Center, West Winsdor - UK (Rogers)

1961 Paper mill and bridge, Mantua - (Nervi)

City of Manchester Stadium

Renault Distribution Centre Swindon (Foster 1983)

Millennium Dome in London (2000)

Příklady zavěšených konstrukcí I a) symetrická soustava na středním pylonu, b) jednostranná soustava s prolamovaným konzolovým nosníkem, c) soustava zavěšená na obloukových nosnících, d) symetrická soustava s krajními pylony, 1- tlačený pylon, popř. oblouk, 2- střešní nosník, 3- táhlo, 4- vaznice

Působení zavěšeného nosníku zpravidla ohybově tuhá konstrukce podepřená táhly a působící jako nosník na pružných podporách rozkladem svislých reakcí v šikmých táhlech vznikají v nosníku normálové síly nosník je namáhán na vzpěr

Působení opěrné konstrukce masivní pylony, oblouky apod. zachycující tlakovu složku z rozkladu sil v táhlech konstrukce zachycuje šikmé tahy (otevřený, uzavřený či spojitý systém podepření)

Visuté konstrukce

Liánový visutý most Papua-Nová Guinea

Řetězový krov Banská Bystrica (Schnirch 1835) o o o o o o Reťazová strecha (na Námestí Štefana Moysesa), krokve tvořeny řetězy, střední opěrná konstrukce motivací byla ochrana proti ohni... podobná konstrukce byla ve Strážnici (1824) světově první známá visutá konstrukce zastřešení

Výstavní pavilony v Nižném Novgorodě ( Šuchov 1895)

Olympijský stadion v Mnichově (Frei, O 1972)

rovinné působení prostorové působení membránové lanové

Působení a vlastnosti visuté konstrukce

Specifické vlastnosti visuté konstrukce (porovnání s obloukem) visutá konstrukce není namáhána vzpěrem (výhoda) visutá konstrukce je tvarově neurčitá (nevýhoda) visutá konstrukce v podepření vyvozuje horizontální síly vysoko nad terénem (nevýhoda)

Materiálová řešení visuté konstrukce kovové prvky (lana, struny, plechové membrány) lepené dřevo plasty, kompozity

Stabilizace tvaru visutých střech visutá konstrukce bez ohybové tuhosti musí přenášet zatížení normálovými silami, proto přizpůsobuje tvaru výslednicové čáry působícího zatížení při působení nahodilých zatížení se konstrukce kinematicky deformuje (konstrukce se kinematicky deformuje) velikost deformace nemá souvislost s napjatostí konstrukce velké deformace ovlivňují funkčnost konstrukce (odvod vody, těsnost, návaznosti na tuhé obvodové konstrukce apod.)

Deformace střešní plochy visuté konstrukce Mezní deformace je vhodné kvantifikovat: změnou natočení (první derivace průhybu) zakřivením střešního pláště (druhá derivace průhybu) dw w a w dx 2 d w 2 dx

Stabilizace visutého zastřešení Velikost průvěsu visuté konstrukce s ohybovou tuhostí EJ zi ve stavu i, resp. zi+1 ve stavu i+1 lze vyjádřit z momentové podmínky rovnováhy k bodu x : i ( x) Hizi ( x) 0 resp: ( x) H z ( x) w ( x) EJ i 1 i 1 i 1 0 kde : w ( x) EJ vyjadřuje účinek ohybového momentu vyvolaného jeho zakřivením Průhyb konstrukce wi+1 vyjádříme jako rozdíl průvěsů, tj. i i w EJ H i w zi zi 1 1 1 i 1 i w EJ H i 1 H i H i H i H i 1 a odtud derivací : w 1 H i H Hi i 1 q i 1 q i w IV EJ

Možnosti tvarové stabilizace : Stabilizace rovinné konstrukce: zvýšením vlastní tíhy zvětšení vodorovné síly ohybovou tuhostí Stabilizace prostorově působící konstrukce (lanové sítě, membrány) zvětšení vodorovné síly smykovou tuhostí

Stabilizace zvýšením vodorovné síly zvýšení vlastní tíhy střešního pláště zmenšení počátečního průvěsu zvýšení vodorovné síly zvyšuje nároky na opěrný systém výhoda použití spojitého systému podepření

Stabilizace předpětím lanový vazník stabilizující pasivní přitížení nahrazuje předpětí stabilizačním lanem další zatížení (např. sněhem) redukuje předpětí a nedochází ke zvýšení podporových reakcí

Varianty konstrukcí stabilizovaných předpětím poloha stabilizačního vlákna ovlivňuje tvar střešní plochy (konvexní, konkávní a kombinované) vazník s diagonálními táhly (Jawerthův vazník) prostorové uspořádání lanové sítě s nosnými a předpínacími lany

Jawerthův vazník konstrukce je stabilizována předpětím konstrukce je díky tahovému předpětí ohybové tuhá (tlačený a tažený pás a smykové spojovací prostředí)

Stabilizace ohybovou tuhostí kombinace tahového a ohybového působení rovnoměrná zatížení přenáší převážně tahové působení lokální zatížení přenáší ohybové působení (lokálně stabilizuje konstrukci) nutno optimalizovat ohybovou tuhost

Opěrné systémy visutých střech

Charakter opěrných systémů tažených konstrukcí (visutá, zavěšená, pneumatická) tahová síla vysoko nad terénem (visuté, zavěšené) tahová síla směrem nahoru (nízkotlaké pneumatické) tahová síla v základech

Působení základních typů zastřešení na opěrný systém vazníkové konstrukce - svislá reakce vysoko nad terénem (vzpěr) rámové konstrukce svislá reakce a ohybový moment (ohyb, vodorovná síla) obloukové konstrukce šikmá síla v úrovni terénu visuté konstrukce šikmá síla vysoko nad terénem

Varianty opěrných systémů otevřené systémy podepření (reakce je přenesena opěrnou konstrukcí do základů a podloží) uzavřené systémy podepření (reakce se vzájemně eliminují v rámci visuté konstrukce) spojité systémy podepření (reakce sousedních polí se vzájemné eliminují)

Opěrné systémy visutých konstrukcí Příklady opěrných systémů visutých systémů nejefektivnější jsou uzavřené a spojité systémy a) spojitý opěrný systém, b) spojitý uzavřený (axiální) opěrný systém z příhradových nosníků, c) uzavřený opěrný obvodový rám, d) radiální opěrný systém z kruhového rovinného prstence, e) opěrný systém z šikmých opěrných oblouků

Otevřené systémy podepření

Příklady řešení otevřených systémů podepření

Plavecký stadion Wuppertal, Německo (Leonhardt 1956)

Uzavřené systémy podepření

Arena Raleigh, USA (Novicky 1952)

Olympic stadium Tokio (Kenzo Tange 1964)

Olympic Saddledome, Calgary (Graham McCourt Architects1988 )

Spojité systémy podepření Nevýhoda drahé opěrné konstrukce visutého zastřešení je eliminována nízkou cenou vnitřních opěr zachycujících pouze svislé reakce

Nadzemní elektrická vedení

Chmelnice

Maculanovy střechy Příklad spojitého opěrného systému visuté konstrukce zastřešení

Radiální opěrné systémy tlačených a tažených konstrukcí (inverzní systémy)

Vnější prstenec tažené konstrukce rozklad zatížení do osových sil v lanech rozklad reakcí lan do tlakové síly v prstenci

Vnitřní a vnější prstenec tažené konstrukce

Vnitřní a vnější prstenec tlačené konstrukce (inverzní pricnip)

Fotbalový stadion Lužánky (studie 2008) vnitřní prstenec

Pneumatické konstrukce

Základní rozdělení pneumatických konstrukcí nízkotlaké (nesené přetlakem vnitřního vzduchu) (0,1-0,3 kpa) středotlaké (čočkové, polštářové) vysokotlaké (žebra, oblouky) (100-500 kpa)

Působení a vlastnosti penumetické konstrukce Podmínky membránové napjatosti: T 0 1 T 0 2 T.T T 2 1 2 1,2

Americký pavilon Expo Osaka (Fuller, B. 1970)

City in the Antarctica (Frei, O, K.Tange, Arup 1971) o studie proveditelnosti o zastřešení města pro 40.000 obyvatel (rozpětí 2 km)

Nízkotlaké pneumatické konstrukce přetlak 0,1 1,5 kpa přetlak p působí rovnoměrně a kolmo ke střednicové ploše pláště tahové předpětí zakřivené plochy pláště a) schéma působení vnějšího zatížení a vnitřního přetlaku, b) schéma napjatosti pláště, c) složkový obrazec, d) výslednicová čára (tvar střednice) pneumatického zastřešení, 1- membrána pláště

Namáhání membrány Velikost namáhání membrány závisí na vlastním poloměru křivosti velikosti přetlaku nutné ke stabilizaci konstrukce

Vícestupňové nízkotlaké konstrukce membrána přenáší plošná zatížení (přetlak a zatížení) na malé rozpětí lana přenáší zatížení na velké rozpětí

Pontiac Silver Dome (1983)

Kotvení k základové konstrukci Tahové namáhání základové spáry lze eliminovat: tíhou základové konstrukce (betonem, pískem,vodou), aktivací tíhy zeminy (zemní kotvy, kotevní desky a stěny) tíhou opěrné konstrukce (opěrné stěny, tribuny, konstrukce budov, věží apod.). a) kotevní deskou, b) hmotností základové konstrukce, c) hmotností vaku s vodou nebo pískem, d) pomocí zemních kotev, e) kotvení hmotností spodní stavby

Středotlaké pneumatické konstrukce (polštářové)

Příklady uk).

Zastřešení s vnitřním přetlakem (středotlaké) uzavřený dvouvrstvý plášť konvexní i konkávní a) dvouvrstvá (čočková) konstrukce stabilizovaná vnitřním přetlakem, b) dvouvrstvá (polštářová) konstrukce stabilizovaná vnitřním podtlakem, c) dvouvrstvá konstrukce stabilizovaná kombinací podtlaku a přetlaku, 1- nosná membrána, 2- stabilizační membrána, 3- vnitřní přetlak, 4- vnitřní podtlak

Vysokotlaké pneumatické konstrukce

Příklady vysokotlakých pneumatických konstrukcí vysoký přetlak vyžaduje kvalitní materiály (nevýhoda) poměrně malé rozpětí i únosnost vnitřní prostředí bez přetlaku

Konstrukce s nosnými pneumatickými žebry (vysokotlaké) vnitřní předpětí umožňuje přenášet ohybová namáhání přetlak 20-650kPa a) schéma působení zatížení a vnitřních sil na pneumatický nosník, b) schéma působení zatížení a vnitřních sil na pneumatický sloup,c) schéma působení zatížení a vnitřních sil na pneumatické žebro (oblo

Airtecture - Pneumatic constructions Germany (Festo 1996)

Polni nemocnice (firma TradeWays USA)

Reklamní stan - Avon

Airplane Stingray

Kombinované pneumatické konstrukce Tensairity tenká deska přenáší tlak spirálová vlákna přenáší tah pneumatická konstrukce stabilizuje desku a předepíná táhla