PŮDORYSNĚ ZAKŘIVENÁ KONSTRUKCE PODEPŘENÁ OBLOUKEM

Podobné dokumenty
PŮDORYSNĚ ZAKŘIVENÁ KONSTRUKCE ZAVĚŠENÁ NA OBLOUKU

PŮDORYSNĚ ZAKŘIVENÁ VISUTÁ A ZAVĚŠENÁ KONSTRUKCE


Základní výměry a kvantifikace

Numerická analýza dřevěných lávek pro pěší a cyklisty

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

LANGERŮV TRÁM MOST HOLŠTEJN

NÁVRH VÝZTUŽE ŽELEZOBETONOVÉHO VAZNÍKU S MALÝM OTVOREM

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

Conclusions from Rehabilitation of Existing Timber Roof Structures 1

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

VZOROVÝ PŘÍKLAD NÁVRHU MOSTU Z PREFABRIKOVANÝCH NOSNÍKŮ

NK 1 Konstrukce. Volba konstrukčního systému

NOVING s.r.o. Úlehlova 108/ Ostrava - Hrabůvka TEL., Tel/fax: , noving@noving.cz

Diplomová práce OBSAH:

REZIDENCE KAVČÍ HORY, PRAHA

Výpočet přetvoření a dimenzování pilotové skupiny

Novinky v ocelových a dřevěných konstrukcích se zaměřením na styčníky. vrámci prezentace výstupů Evropského projektu INFASO + STYČNÍKY KULATIN

NK 1 Konstrukce 2. Volba konstrukčního systému

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

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB komplexní přehled

Betonové konstrukce (S) Přednáška 3

SKOŘEPINA DVOJÍ KŘIVOSTI NAD OBDÉLNÍKOVÝM PŮDORYSEM

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

Zakřivený nosník. Rovinně zakřivený nosník v rovinné úloze geometrie, reakce, vnitřní síly. Stavební statika, 1.ročník bakalářského studia

LÁVKA HOLEŠOVICE KARLÍN

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

trojkloubový nosník bez táhla a s

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

Experimentální výzkum vlivu zesílení konstrukce valené klenby lepenou uhlíkovou výztuží

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

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

předběžný statický výpočet

Předpjatý beton Přednáška 13

Ing. Jakub Kršík Ing. Tomáš Pail. Navrhování betonových konstrukcí 1D

K133 - BZKA Variantní návrh a posouzení betonového konstrukčního prvku

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

Průvodní zpráva. Investor: Libštát 198, Libštát CZ Zpracovatel dokumentace:

4. cvičení výpočet zatížení a vnitřních sil

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ 00. TECHNICKÁ ZPRÁVA

LÁVKA PRO PĚŠÍ TVOŘENÁ PŘEDPJATÝM PÁSEM

Libor Kasl 1, Alois Materna 2

VYZTUŽOVÁNÍ PORUCHOVÝCH OBLASTÍ ŽELEZOBETONOVÉ KONSTRUKCE: RÁMOVÝ ROH S OSAMĚLÝM BŘEMENEM V JEHO BLÍZKOSTI

STROPNÍ KONSTRUKCE Petr Hájek 2009

Základní pojmy Hlavní části mostu NEJLEPŠÍ MOST JE ŽÁDNÝ MOST

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

Posouzení mikropilotového základu

Průvodní zpráva ke statickému výpočtu

Statika 1. Reakce na rovinných staticky určitých konstrukcích. Miroslav Vokáč ČVUT v Praze, Fakulta architektury.

Základní rozměry betonových nosných prvků

MECHANIKA PODZEMNÍCH KONSTRUKCÍ Statické řešení výztuže podzemních děl

4 Halové objekty a zastřešení na velká rozpětí

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Anotace. Průvodní zpráva

STŘEDNÍ ŠKOLA STAVEBNÍ JIHLAVA

První spřažené dřevobetonové lávky v ČR

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

Pružnost a pevnost. zimní semestr 2013/14

VODOROVNÉ NOSNÉ KONSTRUKCE

VYHODNOCENÍ LABORATORNÍCH ZKOUŠEK

BO004 KOVOVÉ KONSTRUKCE I

Namáhání ostění kolektoru

BO009 KOVOVÉ MOSTY 1 NÁVOD NA VÝPOČET VNITŘNÍCH SIL NA PODÉLNÝCH VÝZTUHÁCH ORTOTROPNÍ MOSTOVKY. AUTOR: Ing. MARTIN HORÁČEK, Ph.D.


VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY OCELOVÁ LÁVKA PRO PĚŠÍ STEEL FOOTBRIDGE

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

Statický výpočet komínové výměny a stropního prostupu (vzorový příklad)

Předpjatý beton Přednáška 4

8.2 Přehledná tabulka mostních objektů Přehledné výkresy mostních objektů... 16

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

POŽADAVKY NA STATICKÝ VÝPOČET

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

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

1 Použité značky a symboly

Desky Trámy Průvlaky Sloupy

1. výpočet reakcí R x, R az a R bz - dle kapitoly 3, q = q cosα (5.1) kolmých (P ). iz = P iz sinα (5.2) iz = P iz cosα (5.3) ix = P ix cosα (5.

P Ř Í K L A D Č. 5 LOKÁLNĚ PODEPŘENÁ ŽELEZOBETONOVÁ DESKA S VÝRAZNĚ ROZDÍLNÝM ROZPĚTÍM NÁSLEDUJÍCÍCH POLÍ

Výpočtová analýza vlivu polohy výztuže na únosnost tenkostěnných střešních panelů

Haly velkých rozpětí. Nosné konstrukce III 1

CEMVIN FORM Desky pro konstrukce ztraceného bednění

P Ř Í K L A D Č. 3 LOKÁLNĚ PODEPŘENÁ ŽELEZOBETONOVÁ DESKA S OTVOREM VE STŘEDNÍM PRUHU

Statický výpočet střešního nosníku (oprava špatného návrhu)

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

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

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB

GlobalFloor. Cofrastra 40 Statické tabulky

Betonové a zděné konstrukce 2 (133BK02)

Relaxační metoda. 1. krok řešení. , kdy stáří betonu v jednotlivých částech konstrukce je t 0

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

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

ZÁKLADNÍ KONSTRUKČNÍ SYSTÉMY POZEMNÍCH A INŽENÝRSKÝCH STAVEB Z OCELI

Téma 8: Optimalizační techniky v metodě POPV

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

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

Haly velkých rozpětí Nosné konstrukce III 1

5 Analýza konstrukce a navrhování pomocí zkoušek

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

Výpočet vnitřních sil na kruhovém ostění

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

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

Transkript:

PŮDORYSNĚ ZAKŘIVENÁ KONSTRUKCE PODEPŘENÁ OBLOUKEM 1. Úvod Tvorba fyzikálních modelů, tj. modelů skutečných konstrukcí v určeném měřítku, navazuje na práci dalších řešitelských týmů z Fakulty stavební Vysokého učení technického v Brně. Ty již v minulosti realizovali modely konstrukcí, které byly následně postaveny, a přispěli tím k rozvoji inženýrských znalostí nejen v České republice. Díky jejich zkušenostem byly zároveň ověřeny předpoklady návrhu modelů, které jsou nezbytné pro správnou interpretaci výsledků výzkumu. Obrázek 1 Vizualizace půdorysně zakřivené obloukové konstrukce Obrázek 2 Vizualizace modelu půdorysně zakřivené obloukové konstrukce 2. Popis konstrukce Zkoumaná konstrukce se skládá ze 3 částí: spřažené mostovky, ocelového oblouku a ocelových vzpěr. Mostovka o rozpětí 60 m je výškově vedena v přímé. Poloměr půdorysného zakřivení byl určen jako 37,5 m. Tomu při daném rozpětí odpovídá Obrázek 3 Schéma půdorysného vedení konstrukce vzepětí směrového oblouku 15 m a délka mostovky 69,547 m. Mostovka se skládá z ocelové roury průřezu 700/50 a betonové desky šířky 4,5 m a výšky 0,20 m. Oblouk podporující lávku má totožné rozpětí jako mostovka. Výchozí vzepětí oblouku bylo uvažováno jako 1/10 rozpětí oblouku, tudíž 6 m. Oblouk se dotýká mostovky v jejím středu rozpětí v jediném bodě. Průřez oblouku je totožný s průřezem ocelové roury mostovky. Vzpěry spojující mostovku a oblouk jsou šikmé, mají proměnnou délku a jsou rovnoměrně rozmístěny od poloviny délky konstrukce po 5 m směrem k jejím koncům (poslední vzpěra je od okraje konstrukce vzdálena 4,773 m). Průřez vzpěr je roura 337/26. 1

Obrázek 4 Schéma zkoumané konstrukce 3. Hledání tvaru konstrukce Jelikož se jedná o konstrukci obloukovou, je třeba zajistit, aby byl nosný oblouk namáhán převážně normálovou silou a nejlépe nulovými ohybovými momenty. Z toho důvodu byla v rámci řešení juniorského projektu specifického výzkumu FAST-J-13-2002 Algoritmizace návrhu tvaru půdorysně zakřivených konstrukcí podepřených oblouky vyvinuta metoda, pomocí které byla stanovena geometrie vyráběné konstrukce. Ta spočívala v rozdělení návrhu do 4 fází. V první fázi byla modelována pouze konstrukce mostovky, přičemž v místech napojení vzpěr byly uvažovány svislé kloubové podpěry. Tento model byl zatížen vlastní tíhou a ostatními stálými složkami zatížení a sledovány byly reakce v mezilehlých podporách. Obrázek 5 Model fáze 1 (programové prostředí MIDAS Civil) 2

V druhém fázi byl modelován visutý kabel se závěsy. Počáteční tvar kabelu byl zvolen tak, aby hypotetický střed mostovky a konce kabelu vytvořili rovinu, do které byla umístěna parabola druhého stupně. Její vrchol byl umístěn tak, aby se kabel dotýkal ocelové roury mostovky (která ale modelována nebyla) právě v jednom bodě a to ve středu délky konstrukce. Konce kabelů byly kloubově uloženy. Ke kabelu se připojily závěsy. Jejich opačné konce byly kloubově uloženy ve směru os x a y (tj. zabraňovalo se jejich posunu ve vodorovné rovině) a ve svislém směru byly zatíženy reakcemi z modelu první fáze. Tyto síly tak nahrazovaly zatížení od mostovky, aniž by bylo nutné zavádět do výpočtu i její tuhost. Do závěsů a přes ně do kabelu bylo vneseno počáteční namáhání. To se vypočetlo pomocí goniometrických funkcí ze zatížení aplikovaného na konce závěsů. Obrázek 6 Model fáze 2 (programové prostřední MIDAS Civil) Po provedení nelineárního výpočtu byla geometrie kabelu opravena o jeho vodorovnou a svislou deformaci. Následně proběhl opět výpočet a oprava geometrie kabelu. Ta probíhala tak dlouho, dokud se deformace neustálili. Takto byl nalezen optimální tvar kabelu. Během tohoto postupu se deformovala ve svislém směru i mostovka (reprezentovaná pouze koncovými uzly závěsů). Z toho důvodu bylo nezbytné provádět v průběhu iterace tvaru korekce z-ových souřadnic závěsů tak, aby ve výsledku byla jejich hodnota stejná jako na počátku výpočtu, tj. nulová. Třetí fáze měla spíš kontrolní charakter. Ke kabelu byla připojena mostovka a bylo sledováno, zda a jak se konstrukce deformuje a jakým způsobem je namáhána. V případě nadměrných deformací by bylo nutno pokračovat v iteraci (tj. v druhé fázi). Čtvrtá (poslední) fáze již zahrnovala invertování geometrie kabelu a změnu prvků kabelu a závěsů na oblouk a vzpěry, upravení okrajových podmínek konstrukce (oblouk byl v podpěrách vetknutý) a jednotlivých prvků (vzpěry byly na rozdíl od závěsů do oblouku a mostovky také vetknuty). Obrázek 7 Vizualizace modelu fáze 3 Obrázek 8 Vizualizace modelu fáze 4 3

4. Stavba modelu Funkční vzorek pro ověření chování výše navržené konstrukce byl vyroben model v měřítku 1:10. Postaven byl ve zkušebně Ústavu kovových a dřevěných konstrukcí Fakulty stavební. Z toho důvodu bylo nutné upravit uložení konstrukce. Model byl vetknut do dvojice tížných opěr, položených na podlaze zkušebny a spojených ocelovým nosníkem HEB200 (pro zachycení tahových sil). Z důvodu stability modelu byla konstrukce testována zároveň s konstrukcí s dolní mostovkou. Obě konstrukce se tak navzájem vyvažovaly. Obrázek 9 Roura oblouku finální tvar Obrázek 10 Ocelová konstrukce po svaření Z důvodu zmenšení konstrukce se zmenšila i její napjatost. Pokud bychom chtěli na zmenšeném fyzikálním modelu sledovat chování skutečné konstrukce, bylo nutné, aby napětí na skutečné konstrukci odpovídala napětím změřeným (nebo lépe řečeno spočteným ze změřených hodnot poměrného přetvoření) na modelu. Ovšem vzhledem k menším rozměrům modelu (desetinové) bylo zřejmé, že byl menší objem hmoty modelu (tisícina), a tím pádem i vlastní tíha. Průřezové charakteristiky také byly obdobným způsobem zmenšené, tudíž by výsledná naměřená napětí byla nižší. Z toho důvodu bylo nutno konstrukci dovážit tzv. balastním zatížením. To zaručovalo, že napětí na výpočetním modelu reálné konstrukce a napětí na fyzikálním modelu byla totožná. Z literatury vyplývá, že tíha modelu musí být v případě modelu v měřítku 1:10 desetkrát větší, aby bylo dosaženo odpovídajícího napětí mezi konstrukcemi. Z toho důvodu byla konstrukce dovážena devítinásobkem její tíhy. Výroba ocelové konstrukce modelu proběhla v brněnské společnosti MBNS International. Roura mostovky byla skružena do půdorysného oblouku o poloměru 3,75 m, roura oblouku pak byla zakřivena dle šablony do tvaru rovinné křivky nekonstantní křivosti; následně pak byla tvarována pomocí tepla do finální podoby. Poté byly všechny části ocelové konstrukce sestaveny a svařeny. Byla použita ocel typu S355. Vzhledem k náročnosti betonování mostovky bylo na horní část konstrukce navařeno ztracené bednění z 1 mm tlustého plechu z oceli S235. Opěry z vyztuženého betonu pevnostní třídy C30/37 byly betonovány ve zkušebně v bednění se dnem a usazeny do finální pozice až před kotvením ocelové konstrukce. Poté byly spojeny táhlem. Po přikotvení ocelové konstrukce byly koncové příčníky ocelové 4

konstrukce přebetonovány. Následovalo osazení měřičů deformací a odporových tenzometrů. Po zavěšení balastního zatížení byla vybetonována mostovka. Obrázek 11 Betonová opěra a armokoš Obrázek 12 Detail koncového příčníku Zmíněný postup výstavby odpovídal předpokládanému postupu výstavby skutečné konstrukce. Obrázek 13 Model po dokončení 5

5. Testování modelu Byla provedena série statických zatěžovacích zkoušek modelu. Jeho chování bylo ověřováno sledováním deformací a průběhem napětí od nahodilého zatížení ve třech různých polohách plné nahodilé zatížení 4 kn/m 2 po celé délce mostovky, nahodilé zatížení 4 kn/m 2 na jedné polovině mostovky a nahodilé zatížení 4 kn/m 2 ve druhé a třetí čtvrtině délky mostovky. Zatížení ve formě betonových bloků bylo kladeno přímo na mostovku. Na závěr bylo zkoumáno chování konstrukce na zatížení odpovídající 2,2 násobku plného nahodilého zatížení, tj. 8,8 kn/m 2. Obrázek 14 Testování modelu - plné nahodilé zatížení Obrázek 15 Testování modelu 2,2 násobek plného nahodilého zatížení 6