Sylabus přednášek OCELOVÉ KONSTRUKCE Studijní program: STAVEBNÍ INŽENÝRSTVÍ pro bakalářské studium Kód předmětu: K134OK1 4 kredity (2 + 2), zápočet, zkouška Prof. Ing. František Wald, CSc., místnost B 632 1. Úvod, historie i ocelových konstrukcí, k použití, významné stavby, výroba oceli 2. Vlastnosti oceli, zkoušky materiálu, značení oceli 3. Výroba konstrukcí 4. Spolehlivost konstrukcí, mezní stavy, normy pro navrhování, tah 5. Tlak, vzpěrný tlak 6. Klasifikace průřezů, ohyb, hospodárný návrh 7. Svařování, svařované spoje 8. Nýtování a šroubování, šroubované spoje 9. Skelety budov, prostorová tuhost 10. Skelety budov, spoje 11. Jednopodlažní haly 12. Haly velkých rozpětí 13. Mosty, názvosloví, lávky 14. Ochrana proti korozi a požáru 1 2 3
Aktualita Nejlepší OK 2007; Expo Hannover 2000 14 Hlavní přednosti konstrukční oceli σ 300 200 Napětí, MPa 235 0,03 355 100 E = 2,06 *E5 Poměrné protažení 0 0 0,05 0,1 0,15 0,2 0,25 ε Tažnost až 40%; min. 15 % Vysoký modul pružnosti 210 000 MPa Vliv uhlíku Slitina železa krystalizuje ve dvou modifikacích γ rozpouští uhlík, α nikoli tavenina železa chladne a γ železo se mění na železo α Konstrukční ocel pod 01%uhlíku 0,1% γ α 15 16 Vlastnosti oceli Modul pružnosti (Youngův) E = 210 000 MPa Objemová hmotnost ρ = 7 850 kg/m 3 Zkoušky oceli Tahová zkouška f y, f u, δ y, u, Mez kluzu f y = 235 až 355 MPa Mez pevnosti f u = 360 až 420 MPa Mez úměrnosti f 02 náhrada f y Tažnost δ = min. 15 % Rázová zkouška v ohybu Vrubová houževnatost os nárazová á práce 17 18
Značení oceli S235J2 S275, S355, S420, S460, S355 (mez kluzu 235 MPa, KVC > 27 J při -20 C) Výrobky z oceli Předvalky Tyče (profily) Dráty Plechy Široká ocel Pásy Trubky (hranaté) Tenkostěnné profily 19 20 Aktualita Expo Hannover 2000 Aktualita Gustav Eifel Aktualita Nejlepší OK 2007 21 Předpisy pro výrobu ČSN 73 2601 Provádění ocelových konstrukcí SKUPINA A Dynamicky namáhané a konstrukce zvláštního charakteru Mostní konstrukce Dílensky sestavují SKUPINA B Neuvedené ve skupině A. Dílenské sestavení se nevyžaduje. SKUPINA C Podružné a doplňkové konstrukce k Schody ČSN P ENV 1090-1 Evropská předběžná norma pren 1090-1 22 Výroba konstrukcí Výroba oceli a ocelových profilů Projekt Výroba ocelové konstrukce v mostárně Doprava Montáž Výroba v mostárně Mostárna společnosti Metrostav Horní Počernice 23 24
Dílenská výroba Mostárna - provozy: Sklad válc. materiálu Obráběcí dílnu Svařovnu Halu dílenské montáže Natěračskou dílnu Sklad hotových výrobků 25 Oprávnění k výrobě Výrobce předem ř prokázat odbornou způsobilost ů k výrobě ocelových konstrukcí Český institut pro akreditaci (ČIA) zmocnil v tomto smyslu některé organizace k provádění certifikace výrobců v ČR. Vydává se tzv. Malý a Velký svářečský průkaz U výrobců bez certifikace se předpokládá, že nevyrábějí konstrukce standardní kvality. Někteří investoři (zejména státní, jako jsou třeba České dráhy nebo Ředitelství silnic a dálnic) takové konstrukce nekoupí. 26 Doprava Transportní dílce - standardně do 12 m Montáž ocelových konstrukcí na staveništi Zpravidla specializovaná organizace Projekt montáže Skica skladových prostor Způsob dopravy dílců na staveniště Postup pprací na předmontážní plošině Sestavení montážních celků Zdvihání montážních celků atd. 27 28 Aktualita Nejlepší OK 2007; Expo Hannover 2000 29 Projektová dokumentace Stavební zákon 183/2006 Sb. (50/1976 Sb.; 197/1998 Sb.) Dokumentace pro územní rozhodnutí (DUR) arch. záměr stavební povolení (DSP) i konstrukční řešení zadání stavby (DZS) - pro výběr zhotovitele objektu. schémata ocelových konstrukcí a hrubý výkaz materiálu realizační dokumentaci stavby (RDS) zajišťuje zhotovitel objektu podrobné řešení š í ocelové konstrukce k včetně č ě výkazu materiálu. nemusí ale obsahovat všechny detaily, dořeší výrobce Smlouva 30
Realizační dokumentace stavby (RDS) pro OK Statický ti výpočet č Technická zpráva Výkaz materiálu Přehledné výkresy Výkresy méně obvyklých detailů Výkresy kotvení Cena dodávky Výkresová dokumentace pro RDS Přehledné výkresy v měřítku 1:50 až 1:500 Výkresy detailů vměřítku 1:15 nebo 1:10 31 32 Přehledné výkresy V měřítku 1:50 až 1:500 Výkresy detailů 33 Vměřítku 1:10 nebo 1:15 34 Výkresy detailů Výkresy detailů Vměřítku 1:10 nebo 1:15 35 Vměřítku 1:10 nebo 1:15 36
Výkaz materiálu Na standardizovaných di formulářích podle ucelených částí objektu na šrouby a svary + 2,5 % Požadavky na přejímkyř na dokumenty kontroly jakosti materiálu Doklady o zkoušce materiálu Hutní atest Cena Rozhoduje Hmotnost konstrukce Kvalita materiálu Pracnost výroby Použitá povrchová úprava Rychlost dodávky dá Zejména nabídka a poptávka 37 38 Výrobní dokumentace Zpracovává á výrobce konstrukce k Zahrnuta v ceně dodávky ocelových konstrukcí Propojení programu pro kreslení s výrobními zařízeními Vyrábět konstrukce podle projektu se nedoporučuje 39 Dílenská výroba Mostárna - provozy: sklad válc. materiálu obráběcí dílnu svařovnuř halu dílenské montáže natěračskou dílnu sklad hotových výrobků Operace Znamenání Stříhání Řezání pilami Tepelné řezání Hoblování Frézování Broušení Vrtání Děrování Ohýbání a kování Svařovna Dílenská předmontáž Kontrola kvality 40 Tepelné řezání Vrtání Kyslíkem Přenosné řezací stroje Stabilní řezací stroje - tvarově složité součástky (z plechu) Odvalovací nebo magnetická, případně optická kopírovací hlava sleduje tvar šablony nebo výkresu Moderní stroje jsou řízeny numericky Mnohohořákové pálicí automaty Plazmou Laserem Otvory pro nýty a šrouby Stojanové vrtačky Pod dosedací hlavou nýtů a šroubů se okraje děr zahlubují Vrtáky se chladí kapalinou nebo vzduchem Vícevřetenové vrtačky Numericky řízené (NC) 41 42
Děrování Prostřihování v plechu, úhelnících í h apod. Materiál v okolí díry se naruší Otvory do tloušťky 25 mm Vystružení otvoru (o 2 mm), stejně kvalitní Svařovna Dílenské svary Svařovacími automaty pro svařování pod tavidlem Ruční svary v ochranné atmosféře Stehování krátkými, alespoň 50 mm dlouhými svary Volba pořadí svarů Polohovadla 43 44 Statický výpočet seznam norem a předpisů užitých při výpočtu schéma geometrického tvaru a statického působení konstrukce uvažované zatížení (případně účel stavby) druh a jakost použitých materiálů (ocel, šrouby, elektrody aj.) seznam použitých pomůcek a literatury vlastní výpočet posouzení konstrukce (včetně spojů) podle příslušných norem údaje o programu (software) za výsledky počítačového výpočtu je zodpovědný vždy autor statického výpočtu zatěžovací údaje (síly a momenty působící na patky konstrukce) obsah, datum, podpis zpracovatele a případně i kontrolující osoby 45 Technická zpráva účel stavby dispoziční řešení zabezpečení prostorové tuhosti objektu členění stavby na výrobní a montážní etapy, dilatace ochrana konstrukce proti korozi ochrana konstrukce proti požáru údaje statistické povahy spotřeba oceli v kg na m 2 zastřešené plochy spotřeba oceli v kg na m 3 obestavěného prostoru 46 Výkresy kotvení Poloha, uložení a druh kotvení Schematicky vyznačeny y sloupy konstrukce, Půdorysná osnova Detaily kotvení Výškově se kótuje povrch betonového základu Výrobní dokumentace Zpracovává á výrobce konstrukce k Propojení programu pro kreslení s výrobními zařízeními Zahrnuta v ceně dodávky ocelových konstrukcí Vyrábět konstrukce podle projektu se nedoporučuje 47 48
Shrnutí Ocelové konstrukce k globální komodita Ve výrobně svařujeme Na stavbě šroubujeme Vyrábět konstrukce podle projektu se nedoporučuje Aktualita Nejlepší OK 2007; Expo Hannover 2000 49 50 Aktualita Expo Hannover 2000 Aktualita Gustav Eifel Aktualita Nejlepší OK 2007 Aktualita Expo Hannover 2000 Aktualita Gustav Eifel Aktualita Nejlepší OK 2007 51 52 Aktualita Nejlepší OK 2007; Expo Hannover 2000 53 Sylabus přednášek 1. Úvod, historie i ocelových konstrukcí, k použití, významné stavby, výroba oceli 2. Vlastnosti oceli, zkoušky materiálu, značení oceli 3. Výroba konstrukcí 4. Spolehlivost konstrukcí, mezní stavy, normy pro navrhování, tah 5. Tlak, vzpěrný tlak 6. Klasifikace průřezů, ohyb, hospodárný návrh 7. Svařování, svařované spoje 8. Nýtování a šroubování, šroubované spoje 9. Skelety budov, prostorová tuhost 10. Skelety budov, spoje 11. Jednopodlažní haly 12. Haly velkých rozpětí 13. Mosty, názvosloví, lávky 14. Ochrana proti korozi a požáru 54
Děkuji za pozornost 55