Experimentální mechanika

Podobné dokumenty
Principy navrhování stavebních konstrukcí

Principy navrhování stavebních konstrukcí

Principy navrhování stavebních konstrukcí

Principy navrhování stavebních konstrukcí

ZATÍŽENÍ STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ

Téma: Dynamika - Úvod do stavební dynamiky

Aktuální trendy v oblasti modelování

5 Analýza konstrukce a navrhování pomocí zkoušek

Zatíženía spolehlivost (K132ZASP)

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

SPOLEHLIVOST KONSTRUKCÍ & TEORIE SPOLEHLIVOSTI část 8: Normové předpisy

Předpjatý beton Přednáška 13

Spolehlivost a bezpečnost staveb zkušební otázky verze 2010

Problematika je vyložena ve smyslu normy ČSN Zatížení stavebních konstrukcí.

EXPERIMENTÁLNÍ METODY. Ing. Jiří Litoš, Ph.D.

Metody diagnostiky v laboratoři fyzikální vlastnosti. Ing. Ondřej Anton, Ph.D. Ing. Petr Cikrle, Ph.D.

Mezní stavy. Obecné zásady a pravidla navrhování. Nejistoty ve stavebnictví. ČSN EN 1990 a ČSN ISO návrhové situace a životnost

Statický výpočet požární odolnosti

OPTIMALIZACE NÁVRHU CB VOZOVEK NA ZÁKLADĚ POČÍTAČOVÉHO A EXPERIMENTÁLNÍHO MODELOVÁNÍ. GAČR 103/09/1746 ( )

Téma 1: Spolehlivost a bezpečnost stavebních nosných konstrukcí

5. Únava Zatížení při únavě, Wöhlerův přístup a lomová mechanika, únosnost, vliv vrubů, kumulace poškození, přístup podle Eurokódu.

Téma: Dynamiky - Základní vztahy kmitání

Wöhlerova křivka (uhlíkové oceli výrazná mez únavy)

SPOLEHLIVOST KONSTRUKCÍ statistické vyhodnocení materiálových zkoušek

Téma 10: Spolehlivost a bezpečnost stavebních nosných konstrukcí

Filosofie konstruování a dimenzování mechanických částí vozidel z hlediska jejich funkce a provozního zatěžování

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

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

Jméno: St. skupina: Datum cvičení: Autor cvičení: Doc. Ing. Stanislav Věchet, CSc., Ing. Petr Liškutín, Ing. Martin Petrenec,

Kumulace poškození termoplastického laminátu C/PPS při cyklickém zatížení a jeho posuzování

Dřevo hoří bezpečně chování dřeva a dřevěných konstrukcí při požáru

MECHANIKAPODZEMNÍCH KONSTRUKCÍ KLASIFIKACE VÝPOČETNÍCH METOD STABILITY A ZATÍŽENÍ OSTĚNÍ

Centrum AdMaS Struktura centra Vývoj pokročilých stavebních materiálů Vývoj pokročilých konstrukcí a technologií

Zkoušení pružných podložek pod patu kolejnice

PROJEKTOVÁ DOKUMENTACE

133PSBZ Požární spolehlivost betonových a zděných konstrukcí. Přednáška A9. ČVUT v Praze, Fakulta stavební katedra betonových a zděných konstrukcí

Použitelnost. Žádné nesnáze s použitelností u historických staveb

bezpečnosti stavebních konstrukcí

7. přednáška OCELOVÉ KONSTRUKCE VŠB. Technická univerzita Ostrava Fakulta stavební Podéš 1875, éště. Miloš Rieger

Posouzení za požární situace

2. Mezní stavy. MS porušení

Principy návrhu Ing. Zuzana Hejlová

Degradace materiálu - hodnocení rizik hodnocení konstrukcí

Ing. Jaromír Kejval, Ph.D.

Trvanlivost betonových konstrukcí. Prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc. ČVUT - stavební fakulta katedra betonových konstrukcí

ČESKÁ TECHNICKÁ NORMA

Sylabus přednášek OCELOVÉ KONSTRUKCE. Vzpěrná pevnost skutečného prutu. Obsah přednášky. Únosnost tlačeného prutu. Výsledky zkoušek tlačených prutů

STAVEBNÍ MATERIÁLY A KONSTRUKCE (STMK) DŘEVĚNÉ KONSTRUKCE

Provozní pevnost a životnost dopravní techniky. - úvod do předmětu

BI52 Diagnostika stavebních konstrukcí (K)

Navrhování betonových konstrukcí na účinky požáru. Ing. Jaroslav Langer, PhD Prof. Ing. Jaroslav Procházka, CSc.

Sylabus přednášek OCELOVÉ KONSTRUKCE. Princip spolehlivosti v mezních stavech. Obsah přednášky. Návrhová únosnost R d (design resistance)

Prvky betonových konstrukcí BL01 11 přednáška

Téma 1: Spolehlivost a bezpečnost stavebních nosných konstrukcí

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

K normalizaci dřevěných konstrukcí po roce 2015

III/2-1 Inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT

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

133PSBZ Požární spolehlivost betonových a zděných konstrukcí. Přednáška B2. ČVUT v Praze, Fakulta stavební katedra betonových a zděných konstrukcí

Dřevo EN1995. Dřevo EN1995. Obsah: Ing. Radim Matela, Nemetschek Scia, s.r.o. Konference STATIKA 2013, 16. a 17.

Novinky ve zkušebnictví 2011 SČZL. Únavové vibrační zkoušky ve SWELL. Ing. Jaromír Kejval, Ph.D.

OTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6

133PSBZ Požární spolehlivost betonových a zděných konstrukcí. Přednáška B1. ČVUT v Praze, Fakulta stavební katedra betonových a zděných konstrukcí

SCIENTIFIC PAPERS OF THE UNIVERSITY OF PARDUBICE VĚDECKOVÝZKUMNÁ ČINNOST KATEDRY DOPRAVNÍHO STAVITELSTVÍ

Únava materiálu. únavového zatěžování. 1) Úvod. 2) Základní charakteristiky. 3) Křivka únavového života. 4) Etapy únavového života

Téma 8: Optimalizační techniky v metodě POPV

MECHANIKA KONSTRUKCÍ NORMOVÉ PŘEDPISY. Metody navrhování stavebních konstrukcí

KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ SPOJOVACÍ LÁVKA, ÚŘAD PRÁCE PARDUBICE 01/2014 Ing. Tomáš Bryčka

Stanovení požární odolnosti. Přestup tepla do konstrukce v ČSN EN

Průvodní zpráva ke statickému výpočtu

1 Použité značky a symboly

Dipl. Ing. Robert Veit-Egerer (PhD Candidate), VCE - Vienna Consulting Engineers Ing. Zdeněk Jeřábek, CSc., INFRAM a.s.

Technický návod je vytvořen tak, aby mohlo být provedeno posouzení shody také podle 5 (vazba na 10).

nařízení vlády č. 163/2002 Sb., ve znění nařízení vlády č. 312/2005 Sb. a nařízení vlády č. 215/2016 Sb. (dále jen nařízení vlády )

Revize ČSN (obecné zásady)

Příloha D Navrhování pomocí zkoušek

1 Úvod do konstruování 3 2 Statistické zpracování dat 37 3 Volba materiálu 75 4 Analýza zatížení a napětí Analýza deformací 185

Navrhování konstrukcí z korozivzdorných ocelí

PROTOKOL číslo: / 2014

Jednoduchá metoda pro návrh ocelobetonového stropu

Test A 100 [%] 1. Čím je charakteristická plastická deformace? - Je to deformace nevratná.

Pružnost a plasticita CD03

Moderní dřevostavba její chování za požáru evropské a české znalosti a předpisy. Petr Kuklík. ČVUT v Praze, Fakulta stavební

Současný stav v navrhování konstrukcí - Eurokódy

Části a mechanismy strojů 1 KKS/CMS1

Experimentální zjišťování charakteristik kompozitových materiálů a dílů

Přetvoření betonu při různých délkách času působení napětí. oblast linearity (přibližně)

NK 1 Zatížení 2. Klasifikace zatížení

LABORATORNÍ ZKOUŠKY VZORKY LABORATORNÍ ZKOUŠKY. Postup laboratorních zkoušek

Moderní dřevostavba její chování za požáru evropské a české znalosti a předpisy. Petr Kuklík. ČVUT v Praze

Sylabus přednášek OCELOVÉ KONSTRUKCE. Tahová zkouška. Obsah přednášky. Výroba ocelových konstrukcí. Opakování. Mezní stavy Normy pro navrhování

ZATÍŽENÍ KONSTRUKCÍ VŠEOBECNĚ

Technický experiment, příprava, provedení, hodnocení výsledků

Požární zkouška v Cardingtonu, ocelobetonová deska

monitorování stavebních konstrukcí a geotechnických projektů pomocí optických vláken Technologie SOFO 1

Nelineární problémy a MKP

Zapojení odporových tenzometrů

Ocelobetonové stropní konstrukce vystavené požáru Jednoduchá metoda pro požární návrh

VYHODNOCENÍ LABORATORNÍCH ZKOUŠEK

SPOLEHLIVOST STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ

Transkript:

Vysoká škola báňská - Technická univerzita Ostrava 23. 3. 2013

Zjišťujeme parametry nových typů materiálů a konstrukcí

Testujeme a monitorujeme stávající konstrukce

Důvody pro experimentální zkoušení Nové konstrukce před uvedením do provozu Posouzení spolehlivosti (neznalost všech parametrů, typy a vlastnosti materiálů) Ověřování poškozených konstrukcí Zjišťování vstupních parametrů modelů Ověření funkčnostni výpočetního modelu Problematika dynamického zatížení Zkoumání vlivu speciálního zatížení (odezva různých tvarů na zatížení větrem, výbuch,...) Diagnostika konstrukce Monitoring

Typy zatěžovacích zkoušek Z hlediska účelu Průkazní zkoušky - prototypové, ověření spolehlivosti před zahájením výroby Kontrolní zkoušky - spolehlivost v průběhu nebo po dokončení výroby Ostatní (studijní, přejímací, úřední,...)

Normy pro experimentální zkoušení Vycházet můžeme z norem pro navrhování stavebních konstrukcí (Eurocody) Poskytují základní požadavky a na konstrukce a materiály Eurocody také dovolují navrhovat na základě zkoušek!!! Pro většinu v současnosti používaných materiálů existuje velké množství zkušebních norem (ČSN EN ISO... ) Pro konstrukce jsou to například ČSN 73 2030 - Zatěžovací zkoušky stavebních konstrukcí, ČSN 73 2044 - Dynamické zkoušky stavebních konstrukcí Normy poskytují jen základní návod a vyhodnocení (neříkají jaké zařízení či metodu použít)

Zkoušení z hlediska proměnlivosti zatížení Statické zatížení - krátkodobé Statické zatížení nevyvozuje v konstrukci významná zrychlení Statické zatížená nevyvolávají významnou dynamickou odezvu konstrukce (kmitání, únava) Z hlediska norem pro navrhování konstrukcí jsou všechna zatížení považováná za statická Vliv dynamického zatížení se u běžný konstrukcí zohledňuje pomocí použitými modely zatížení Především zvětšenými charakteristikými hodnotami nebo dynamickými součiniteli, které zvyšují charakteristické zatížení Při možnosti významného ovlivnění je nutné provézt dynamickou analýzu

Zkoušení z hlediska proměnlivosti zatížení Statické zatížení - dlouhodobé Především studium chování použitého materiálu v čase Většinou mluvíme o tzv. reologickém chování (pantha rhei - vše plyne) Z dlouhodobého hlediska se dá říci, že vše se vlivem zatížení neustále přetváří U stavebních konstrukcí mluvíme o dotvarování Přetvoření vzniklá za dlouhý časový úsek se nepovažují za vratná

Zkoušení z hlediska proměnlivosti zatížení Statické zatížení - dlouhodobé

Zkoušení z hlediska proměnlivosti zatížení Dynamické zatížení - krátkodobé Dynamické zatížení vyvolává v konstrukci významná zrychlení Mohou neúměrně zvyšovat účinek statických zatížení Odezva konstrukce není závislá pouze na tuhosti (E,I), ale především na časovém průběhu U dynamických zatížení můžeme rozlišit několik typů

Zkoušení z hlediska proměnlivosti zatížení Dynamické zatížení - dlouhodobé Vlastnosti se mohou být stejné jako u krátkodobého zatížení Dlouhodobé dynamické zatížení nemusí v konstrukci vyvolávat výrazná zrychlení Nemusí také v globálním měřítku konstrukce způsobovat výrazné zvýšení napětí Problémem dlouhodobých dynamický účinků je především ÚNAVA MATERIÁLU

Zkoušení z hlediska proměnlivosti zatížení Deterministické dynamické zatížení harmonické - konstantní amplituda(vibrační zařízení) neharmonické - proměnná amplituda impulz - rázově se opakující

Zkoušení z hlediska proměnlivosti zatížení Stochastické dynamické zatížení Dynamická zatížení jejich velikost, směr a frekvence je závislá na náhodě. Snažíme se je vyjádřit pomocí teorie pravděpodobnosti Zatížení větrem - výrazně náhodný charakter ( v EC se počítá s extrémními účinky) Zatížení dopravou - žádný dopravní prostředek není stejný (hmotnost, rychlost, tuhost tlumičů,...) Seismická zatížení - nepředpovídatelné amplitudy Při zkoušení prvků a konstrukcí je možno náhodná zatížení vytvořit pouze omezeně Stochastická zatížení jsou popisována pravděpodobnostně

Zkoušení z hlediska proměnlivosti zatížení Mezní hodnoty pro zatížení a deformace Určující jsou normy pro navrhování stavebních konstrukcí a zákony určující požadavky na výrobky Především je nutné, aby konstrukce plnila bezpečně a spolehlivě svůj účel Mezní stavy únosnosti jsou nutné z pohledu bezpečnosti a zatížitelnosti U statických zatížení jsme omezeni maximálními průhyby a deformacemi (obvykle jich dosáhnéme dříve než meze únosnosti) Dynamická zatížení se různí pro různé konstrukce (lávky max. zrychlení 0,7m/s), Omezení platí pro maximální frekvence a také vyhnutí se frekvencím bĺızkým vlastním frekvencím konstrukce

Zkoušení z hlediska proměnlivosti zatížení Dynamická zatížení

Zkoušení z hlediska proměnlivosti zatížení Zatížení zvláštního typu Jedná se o zatížení, která nepůsobí silově avšak vyvolávají změny v napjatosti nebo ve vlastnostech materiálu Zatížení požárem (teplotou) - může mít charakter časově něměnný nebo proměnlivý Zatížení chemickými vlivy - koroze všeho druhu

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Krátkodobé statické testy Nejběžnější typ zkoušení - probíhá v řádu sekund až několika hodin Veškeré zkoušky pro zjišťování materiálových parametrů Testování únosnosti nových prvků a konstrukcí U stavebních materiálů se zvýšená rychlost obvykle projeví pozitivně na velikost dosažené síly Je vhodné zkoušení provádět v několika pomalých cyklech s mezivýdrží na určitém zatížení o odtížením

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Krátkodobé statické testy Při laboratorních testech se využívá nejčastěji hydraulických nebo mechanických zařízení Zatěžování může probíhat jak pomocí síly, tak pomocí deformace (přístroj v reálu vždy pracuje s deformací) Časový průběh může probíhat velmi pomalu až do 0,001mm/s (nebo v N/s) až do desítek mm/s respektive desítek kn/s Vzhledem k velmi velkým tíhám strojů a nadměrnému zatížení, které vyvozují je nutné mít zařízení kvalitně podepřené a zakotvené

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Standartdní laboratorní lisy

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Víceúčelové a vícesměrné zařízení

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Speciální zařízení Velké laboratoře často vlastní velmi atypická zařízení (dosahování větších sil, vysoká tuhost, velká rozpětí)

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Speciální zařízení

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Krátkodobé statické testy Testování reálných konstrukcí nebo prvků velkých rozměrů probíhá obvykle v místě stavby Zatížení bývá vyvozováno násypem materiálu, naloženými auty či vlaky Měření se provádí najednou mnoha způsoby (zisk co největšího počtu dat) Při testování velkých konstrukcí (mosty, předpjaté prvky) je potřeba vyvinou extrémní zatížení pro vyvolání větších měřitelných deformací

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Zatěžování mostu

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Dlouhodobé statické testy Zkoušení probíhá v řádech několika dnů až několika let Nevyužívá se konvenčních laboratorních zařízení Zatížení bývá vyvozeno jednoduchými mechanizmy (utahování závitových zařízení) Často se využívá zatížení pomocí materiálu o známé a neměnné objemové hmotnosti Celé konstrukce se takto zkoušejí vyjímečně - častěji se provádí zkoušení jednotilvýh materiálů Snahou je najít funkční závislost pro chování v čase

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Dlouhodobé statické testy

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Krátkodobé dynamické zkoušky Dynamické zkoušení nebývá zcela běžné Je potřeba mít k dispozici zařízení schopné vytvářet kmitavé zatěžování Technicky lze vyvodit pouze harmonické deterministické kmity Krátkodobé zkoušky se provádě s malým počtem půlzů s poměrně velkou amplitudou V některých případech se vyvozují krátkodobé impulzy (výbuch, úder, výstřel, prudké vychýlení)

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Krátkodobé dynamické zkoušky

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Krátkodobé dynamické zkoušky

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Dlouhodobé dynamické zkoušky Provádí se zejména pro stanovení únavových vlastností Obvykle se jedná o zkoušení atypických tvarů, spojů a svarů Únavové vlastnosti velmi často souvisí lomovou mechanikou (nárůst napětí v okoĺı trhliny) Při únavovém namáhání obvykle nedochází ke globálnímu zatížení na úrovni maximální únosnosti Testování probíhá pomocí rezonátorů vyvíjejících kmitavé zatížení s vysokou frekvencí (10Hz) Výsledkem jsou tzv. Wohlerovy křivky

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Wohlerova křivka

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Speciální možnosti zatěžování V případě atypických tvarů velkých konstrukcí se ověřuje působení větru Štíhlé vysoké, nebo dlouhé konstrukce mají problém při obtékání vzduchem Tyto konstrukce se testují na zmenšených modelev ve větrném tunelu Sleduje se celková odezva a vznik nepříznivých kmitů či výchyle

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Výšková budova ve větrném tunelu

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Zatížení teplem nebo požárem Požární odolnost je jedním z požadavků pro bezpečnost především u občanských staveb U konstručních materiálů a prvku musí být zkoušeno chování za požáru Beton ztrácí postupně přichází o svou únosnost až do cca 600 C kde kolabuje Ocel ztrácí únosnost nad 400 C jelikož měkne a stává se tvárnou Dřevo má paradoxně nejlepší požární vlastnosti, průřez sice hoří, avšak nezhořelé dřevo má stále stejnou únosnost vyjímečně se na konstrukcí provádějí komplexní požární zkoušky

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Zatížení teplem nebo požárem

Možnosti zatěžování v experimentálním zkoušení Zatížení teplem nebo požárem

Měření při vyjímečných situacích a monitorování Vyjímečné situace Pokud dojde k poškození konstrukce nebo vznikají nepředpokládáné deformace, či zatížení Provádí se měření přímo na konstrukci Sledují se aktivní pohyby konstrukce, probíhá zaměření konstrukce vůči původnímu stavu Cílem je vyhodnotit okamžitý stav, získat informaci o chování konstrukce případně určit míru nebezpečí U mostních konstrukcí například při průjezdu nadměrného nákladu

Me r enı pr i vyjı mec ny ch situacı ch a monitorova nı Me r enı pr i nadme rne m na kladu Experimenta lnı mechanika

Měření při vyjímečných situacích a monitorování Monitorování konstrukcí Veškerá důležitá inženýrská díla jsou pod častým dohledem (mosty, tunely, velké konstrukce sportovních hal, přehrady) Vzhledem k jejich důležitosti je potřeba neustále mít informaci o jejich stavu Sledují se posuny podpor, deformace vlivem teploty, deformace od posunů okolního terénu, vlivy poddolování, šíření únavových trhlin Při překročení dovolených limitů je nutné provézt zásah proti dalšímu přetváření

Měření při vyjímečných situacích a monitorování Monitorování konstrukcí

Me r enı pr i vyjı mec ny ch situacı ch a monitorova nı Monitorova nı konstrukcı Experimenta lnı mechanika

Děkuji za pozornost