OCELOVÉ KONSTRUKCE Studijní program: STAVEBNÍ INŽENÝRSTVÍ pro baalářsé studium Kód předmětu: K134OK1 4 redity (2 + 2), zápočet, zouša Prof. Ing. Františe Wald, CSc., místnost B 632 Sylabus přednáše 1. Úvod, historie i ocelových onstrucí, použití, významné stavby, výroba oceli 2. Vlastnosti oceli, zoušy materiálu, značení oceli 3. Výroba onstrucí 4. Spolehlivost onstrucí, mezní stavy, normy pro navrhování, tah 5. Tla, vzpěrný tla 6. Klasifiace průřezů, ohyb, hospodárný návrh 7. Svařování, svařované spoje 8. Nýtování a šroubování, šroubované spoje 9. Selety budov, prostorová tuhost 10. Selety budov, spoje, vysoé budovy 11. Jednopodlažní haly 12. Haly velých rozpětí 13. Mosty, názvosloví, lávy 14. Ochrana proti orozi a požáru 1 2 Opaování Haly velých rozpětí -přílad Konstruce z tuhých prvů Rovinné onstruce Prostorové onstruce Visuté onstruce Vlánové onstruce Hybridní onstruce Membránové onstruce Zavěšené onstruce Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené visuté onstruce Pneumaticé onstruce s lany Atuality Hangár Cargolifter 3 4 LANA Dráty Lana Modul pružnosti Koncovy 5 Opaování Haly velých rozpětí -přílad Konstruce z tuhých prvů Rovinné onstruce Prostorové onstruce Visuté onstruce Vlánové onstruce Hybridní y onstruce Membránové onstruce Zavěšené onstruce Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené visuté onstruce Pneumaticé onstruce s lany Atuality Hangár Cargolifter 6
HALY VELKÝCH ROZPĚTÍ Zastřešení rozsáhlých ploch Sportovní stavby Výstavní účely Společensá a ulturní centra Velé garáže Hangáry Tribuny sportovních stadiónů Dopravní stavby Inženýrsá estetia Minimalizace zatížení Krytina funční část nosné onstruce membrána Dělení podle hledise Staticý systém Konstruční provedení Tvar střešní plochy Tvar půdorysu apod. 7 8 Staticé působení Konstruce z tuhých prvů Zavěšené onstruce Visuté onstruce Pneumaticé onstruce otvené lany 9 Opaování Haly velých rozpětí -přílad Konstruce z tuhých prvů Rovinné onstruce Prostorové onstruce Visuté onstruce Vlánové onstruce Hybridní y onstruce Membránové onstruce Zavěšené onstruce Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené visuté onstruce Pneumaticé onstruce s lany Atuality Hangár Cargolifter 10 Rovinné onstruce Nosníové (trámové) Rámové Oblouové Hangár Cargolifter Soustavy s tuhými taženými pruty (od visutých onstrucí) Nosníy Víceúčelová hala Vítovice 11 12
Půdorys Rámové onstruce Dvouloubové rámy polorámové systémy plnostěnné i příhradové šimé stojy rámů více než 100 m 13 14 Opaování Haly velých rozpětí -přílad Konstruce z tuhých prvů Rovinné onstruce Prostorové onstruce Visuté onstruce Vlánové onstruce Hybridní onstruce Membránové onstruce Zavěšené onstruce Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené visuté onstruce Pneumaticé onstruce s lany Atuality Hangár Cargolifter 15 Prostorové onstruce Prostorové oblouy Jehlany a opule Sořepiny Prostorové prutové onstruce Tvarované Příhradové desy 16 Prostorové rámy a oblouy Hala garáží pro autobusy v Praze (120 90 m) Stanice metra Střížov Statia Ing. Jaroslav Vácha EXCON a.s. 17 Hlavní oblouy : Průvla : - rozpětí 160 m - déla 130 m -omůrový profil -omůrový Vodorovné profil - tloušťa oblouy plechu 20 : až 30 mm - tloušťa déla -šířa 150 plechu profilu1500 m 10 až 20 mm mm, -šířa -omůrový profilu -proměnná profil 900 až 1400 mm, výša profilu od 3000 mm - výša tloušťa profilu 1800 mm v otvení plechu po 1500 10 až mm 16 ve mm vrcholu - hmotnost šířa 100 t - hmotnost profilu 600 700 t až 940 mm, - horní výša plocha profilu průvlau 500 mm tvoří - odvodňovací hmotnost 150 žlab t 18 18
Stanice metra Střížov Statia Ing. Jaroslav Vácha EXCON a.s. Vazníy : - déla až 21 m -omůrový profil z plechu 12 až 15 mm - šířa profilu 300 mm, - výša profilu proměnná od 500 do 1800 mm, vylehčovací otvory - hmotnost 130 t Prostorové onstruce Prostorové oblouy Jehlany a opule Sořepinyř Prostorové prutové onstruce Kloubové styčníy č Tuhé styčníy Sloupy : Vaznice - tvar Y, výša a rove 7 a : 14 m - rastr svařovaný jelů pro I profil uložení proměnné zaslení výšy střechy - vaznice tloušťa mezi plechu vazníy 12 až na 22 rozpětí mm 6 m - vzdálenost šířa profilu vaznic 300 mm, 3 m Konstruce - Kompletní rove hmotnost mezi 160 střechy primární vaznicemi t - ocelová průvla, onstruce po 1 vodorovné m oblouy, vazníy, cca 1100 sloupy, t vaznice a rove 19 19 20 Sportovní hala na pražsém Výstavišti Plech 4 mm Rozpětí 64 m, vzepětí 17 m, déla 96 m Oblouová žebra 900 900 mm, po 16 m Stabilita sořepiny ztužujícími z uzavřeného průřezu Sořepina uložena v čelech haly a v patních přímách (příhradové nosníy) Vyztužení proti místnímu vyboulení - olmo se řižující žebra Sportovní hala na pražsém Výstavišti 4 mm rozpětí 64 m, vzepětí 17 m, délu 96 m Stabilita sořepiny ztužujícími oblouovými žebry z uzavřeného průřezu 900 900 mm, po 16 m Sořepina uložena v čelech haly a v patních přímách (příhradové nosníy) Sořepina proti místnímu vyboulení vyztužena olmo se řižujícími žebry 21 22 Prostorové onstruce Prostorové oblouy Jehlany a opule Sořepinyř Prostorové prutové onstruce Tvarované Příhradové desy Jednovrstvé soustavy Tuhé styčníy Dvouvrstvé (vícevrstvé) soustavy Kloubové styčníy Jednovrstvé prutové soustavy Klasicé jednovrstvé prutové soustavy Řídá sítí prutů s loubovými styčníy Staticy určité Velý ýpočet prutů Moderní onstruce Menším vzepětím zařivených ploch Hustší sítí prutů Průběžné pruty s tuhými styčníy Blíží se sořepinám - mřížové sořepiny Mnohonásobně staticy neurčité -využitím počítačů 23 24
Klenby Mřížové soustavy Tuhé styčníy Zjednodušení vynecháním diagonál Lamelové uspořádání Hlavní nosné oblouové prvy šimé Obvylé u dřevěných onstrucí Dvouvrstvé prutové soustavy Podstatně tě větší tuhost t Konstručně ompliovanější Prutové desy nebo sořepiny Výpočetní technia Pruty Jednovrstvé soustavy Prostorovým systémem diagonál Neovlivněny globální nebo loální stabilitou 25 26 Lomenice Z rovinných částí např. u pilových střech Kruhová lomenice nad centrálním půdorysem Jednovrstvé - dílčí stěny příhradové nosníy Dvouvrstvé - prutové strutury Oblouy Zimní stadion Prostějov 27 28 Kopule Lamelové Setorové Roštové Desové Wayne Country Stadium, Detrot Kopule 266 m 1979 29 30
Výstavní pavilon Brno, 1959 Kopule 93,5 m Výša 20 m Tr. 604 až 1026 mm Hliníová rytina Hmotnost 220 t (32 g/m 2 ) Prostorové onstruce Prostorové oblouy Jehlany a opule Sořepinyř Prostorové prutové onstruce Tvarované Příhradové desy 31 Jednovrstvé soustavy Tuhé styčníy Dvouvrstvé (vícevrstvé) soustavy Kloubové styčníy 32 Dvouvrstvé prutové soustavy = Příhradové desy Typy podle uspořádání pásových prutů a diagonál dvousměrné pravoúhlé sítě s rovnoběžným nebo diagonálním uspořádáním pásových prutů vzhledem orajům desy Jednu z vrstev je možno navrhnout reduovanou trojúhelníové, případně šestiúhelníové sítě Půdorysy s málo odlišným příčným a podélným rozměrem Velá tuhost - flexibilní vzhledem rozmístění podpor Na ústupu Složitost detailů Vysoá spotřeba materiálu, způsobená velým počtem prutů První velou stavbou se zastřešením příhradovou desou byla v ČR střecha zimního stadionu v Brně Styčníy Svařované ané Kulové styčníy - svařené z dutých polooulí z plechu Šroubované 33 34 Styční ORONA 35 36
37 38 39 Střecha zimního stadionu v Brně první zastřešení příhradovou desou v ČR 40 Opaování Haly velých rozpětí -přílad Konstruce z tuhých prvů Rovinné onstruce Prostorové onstruce Visuté onstruce Vlánové onstruce Hybridní y onstruce Membránové onstruce Zavěšené onstruce Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené visuté onstruce Pneumaticé onstruce s lany Atuality Hangár Cargolifter 41 Visuté onstruce Malá spotřeba materiálu Velá tvarová rozmanitost Velé deformace Velé vodorovné reace Vlánové onstruce Hybridní onstruce Membránové onstruce 42
Stabilizace deformací (lanové střechy) Zatížením Předpětím Rovinné onstruce (lanové střechy) jednovrstvé dvouvrstvé 43 44 Rovinné onstruce Prostorové onstruce dvouvrstvé Zimní stadion Plzeň radiální soustavy lanové upole lanové sítě jednovrstvé dvouvrstvé 45 46 Prostorové onstruce Prostorové onstruce radiální soustavy lanové upole lanové sítě radiální soustavy lanové upole lanové sítě jednovrstvé dvouvrstvé stanová střecha jednovrstvé dvouvrstvé 47 48
Prostorové onstruce Prostorové onstruce radiální soustavy lanové upole lanové sítě radiální soustavy lanové upole lanové sítě Kotvení Sportovní hala Bratislava - Pasieny 49 50 Hybridní onstruce Opaování Haly velých rozpětí -přílad Konstruce z tuhých prvů Rovinné onstruce Prostorové onstruce Visuté onstruce Vlánové onstruce Hybridní onstruce Membránové onstruce Zavěšené onstruce Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené visuté onstruce Pneumaticé onstruce s lany Atuality Hangár Cargolifter 51 Vyztužené střechy Konstruce z lan a nosníů Konstruce s přímými dráty Konstruce s vlány nad střechou Sítě z vláen a nosníů Ohybově tuhý plášť betonová vrstva 52 Hybridní onstruce Vyztužené střechy Konstruce z lan a nosníů Konstruce s přímými dráty Konstruce s vlány nad střechou Sítě z vláen a nosníů Plavecá hala Toio 53 Opaování Haly velých rozpětí -přílad Konstruce z tuhých prvů Rovinné onstruce Prostorové onstruce Visuté onstruce Vlánové onstruce Hybridní y onstruce Membránové onstruce Zavěšené onstruce Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené visuté onstruce Pneumaticé onstruce s lany Atuality Hangár Cargolifter 54
Membránové onstruce Opaování Plechové ocelové membrány Neovové membrány Stadion Olympijsij v Mosvě, 1980 55 Haly velých rozpětí -přílad Konstruce z tuhých prvů Rovinné onstruce Prostorové onstruce Visuté onstruce Vlánové onstruce Hybridní onstruce Membránové onstruce Zavěšené onstruce Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené visuté onstruce Pneumaticé onstruce s lany Atuality Hangár Cargolifter, Haly na OH v Peingu 56 Zavěšené onstruce Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené visuté onstruce 57 58 59 60
Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené visuté onstruce Hangár v Ruzyni, 1963 61 62 Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené visuté onstruce Opaování Haly velých rozpětí -přílad Konstruce z tuhých prvů Rovinné onstruce Prostorové onstruce Visuté onstruce Vlánové onstruce Hybridní onstruce Membránové onstruce Zavěšené onstruce Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené visuté onstruce Pneumaticé onstruce s lany Atuality Hangár Cargolifter 63 Objety pro olympiádu Mnichov, 1972 64 Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené visuté onstruce Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené visuté onstruce Zavěšená lanová síť 65 Milenium Dome 66
Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené visuté onstruce Milenium Dome 67 Opaování Haly velých rozpětí -přílad Konstruce z tuhých prvů Rovinné onstruce Prostorové onstruce Visuté onstruce Vlánové onstruce Hybridní onstruce Membránové onstruce Zavěšené onstruce Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené visuté onstruce Pneumaticé onstruce s lany Atuality Hangár Cargolifter 68 Pneumaticé onstruce s lany přetla málo propustný plášť B. C. Stadion ve Vancouveru stabilizace ocelovými lany tuhé onstruce tribun Koreuen Air Dome 69 70 Pneumaticé onstruce s lany přetla málo propustný plášť stabilizace ocelovými lany tuhé onstruce tribun Koreuen Air Dome 71 Opaování Haly velých rozpětí -přílad Konstruce z tuhých prvů Rovinné onstruce Prostorové onstruce Visuté onstruce Vlánové onstruce Hybridní y onstruce Membránové onstruce Zavěšené onstruce Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené visuté onstruce Pneumaticé onstruce s lany Atuality Hangár Cargolifter 72
Haly velých rozpětí Konstruce z tuhých h prvů Rovinné onstruce Prostorové onstruce Moderní hala v Česu Víceúčelová Aréna Saza Visuté onstruce Vlánové onstruce Hybridní onstruce Membránové onstruce Zavěšené onstruce Zavěšené tuhé onstruce Zavěšené visuté onstruce Pneumaticé onstruce s lany Hlavně jiné neobvylé onstruce Předepnutí omezení tlaů 73 74 Příčný řez 75 76 Sylabus přednáše 1. Úvod, historie i ocelových onstrucí, použití, významné stavby, výroba oceli 2. Vlastnosti oceli, zoušy materiálu, značení oceli 3. Výroba onstrucí 4. Spolehlivost onstrucí, mezní stavy, normy pro navrhování, tah 5. Tla, vzpěrný tla 6. Klasifiace průřezů, ohyb, hospodárný návrh 7. Svařování, svařované spoje 8. Nýtování a šroubování, šroubované spoje 9. Selety budov, prostorová tuhost 10. Selety budov, spoje, vysoé budovy 11. Jednopodlažní haly 12. Haly velých rozpětí 13. Mosty, názvosloví, lávy 14. Ochrana proti orozi a požáru 77 Zouša Test Projet Ústní část Přílad otáze testu Jaé tvary průřezů se používají pro štíhlé stropní onstruce? Ja se stanoví únosnost panelu sloupu ve smyu? Ja by jste zobrazili daň zvýšy patrových budov? Do jaé výšy se navrhují budovy se svislými rámovými ztužidly? Jaé můžete rozlišit tolerance v otvení patní desou? Ja zesilujeme Z vaznice? Nareslete svařovaný styční dvouvrstvých prutových soustav? Popište princip a uveďte přílad střechy s lanovou sítí Proč se liší modul pružnosti lana od modulu pružnosti oceli 78
Děuji za pozornost 79