Betonové konstrukce (S) Přednáška 3

Podobné dokumenty
Předpjatý beton Přednáška 4

- Větší spotřeba předpínací výztuže, komplikovanější vedení

α = 210 A x =... kn A y =... kn A M =... knm

A x A y. α = 30. B y. A x =... kn A y =... kn B y =... kn. Vykreslení N, V, M. q = 2kN/m M = 5kNm. F = 10 kn A c a b d ,5 2,5 L = 10

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

Kapitola 4. Tato kapitole se zabývá analýzou vnitřních sil na rovinných nosnících. Nejprve je provedena. Každý prut v rovině má 3 volnosti (kap.1).

4. Statika základní pojmy a základy rovnováhy sil

Statika 1. Vnitřní síly na prutech. Miroslav Vokáč 11. dubna ČVUT v Praze, Fakulta architektury. Statika 1. M.

3. kapitola. Průběhy vnitřních sil na lomeném nosníku. Janek Faltýnek SI J (43) Teoretická část: Příkladová část: Stavební mechanika 2

6. Statika rovnováha vázaného tělesa

Statika soustavy těles.

Kapitola 8. prutu: rovnice paraboly z = k x 2 [m], k = z a x 2 a. [m 1 ], (8.1) = z b x 2 b. rovnice sklonu střednice prutu (tečna ke střednici)

Průmyslová střední škola Letohrad. Ing. Soňa Chládková. Sbírka příkladů. ze stavební mechaniky

FAKULTA STAVEBNÍ. Stavební statika. Telefon: WWW:

Předpjatý beton Přednáška 7

trojkloubový nosník bez táhla a s

Autor: Vladimír Švehla

Zjednodušená deformační metoda (2):

Střední škola automobilní Ústí nad Orlicí

ANALÝZA KONSTRUKCÍ. 5. přednáška

MECHANIKA PODZEMNÍCH KONSTRUKCÍ Statické řešení výztuže podzemních děl

ZDM PŘÍMÉ NOSNÍKY. Příklad č. 1. Miloš Hüttner SMR2 ZDM přímé nosníky cvičení 09. Zadání

Podmínky k získání zápočtu

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

NOSNÍK NA PRUŽNÉM PODLOŽÍ (WINKLEROVSKÉM)

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

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

5. Statika poloha střediska sil

Obr. 9.1 Kontakt pohyblivé části s povrchem. Tomuto meznímu stavu za klidu odpovídá maximální síla, která se nezývá adhezní síla,. , = (9.

b) Maximální velikost zrychlení automobilu, nemají-li kola prokluzovat, je a = f g. Automobil se bude rozjíždět po dobu t = v 0 fg = mfgv 0

4. Napjatost v bodě tělesa

STATIKA. Vyšetřování reakcí soustav. Úloha jednoduchá. Ústav mechaniky a materiálů K618

Přednáška 1 Obecná deformační metoda, podstata DM

Teorie tkaní. Modely vazného bodu. M. Bílek

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

3.4.2 Rovnováha Rovnováha u centrální rovinné silové soustavy nastává v případě, že výsledná síla nahrazující soustavu je rovna nule. Tedy. Obr.17.

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.

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

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

Téma 3 Úvod ke staticky neurčitým prutovým konstrukcím

Kapitola 2. o a paprsek sil lze ztotožnit s osou x (obr.2.1). sil a velikost rovnou algebraickému součtu sil podle vztahu R = F i, (2.

Předpjatý beton Přednáška 5

FAKULTA STAVEBNÍ. Telefon: WWW:

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

Sedmé cvičení bude vysvětlovat tuto problematiku:

Rovnice rovnováhy: ++ =0 x : =0 y : =0 =0,83

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

Postup při výpočtu prutové konstrukce obecnou deformační metodou

7 Lineární elasticita

2.5 Rovnováha rovinné soustavy sil

Nosné konstrukce AF01 ednáška

Stavební mechanika 2 (K132SM02)

Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška

Střední průmyslová škola strojírenská a Jazyková škola s právem státní jazykové zkoušky, Kolín IV, Heverova 191

b) Po etní ešení Všechny síly soustavy tedy p eložíme do po átku a p ipojíme p íslušné dvojice sil Všechny síly soustavy nahradíme složkami ve sm

Přetvořené ose nosníku říkáme ohybová čára. Je to rovinná křivka.

Příklad 5.3. v 1. u 1 u 2. v 2

BIOMECHANIKA KINEMATIKA

Dvě varianty rovinného problému: rovinná napjatost. rovinná deformace

Prvky betonových konstrukcí BL01 3. přednáška

Pružnost a plasticita II CD03

Platnost Bernoulli Navierovy hypotézy

Stavební mechanika přednáška, 10. dubna 2017

Libor Kasl 1, Alois Materna 2

* Modelování (zjednodušení a popis) tvaru konstrukce. pruty

Platnost Bernoulli Navierovy hypotézy

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

Těleso na podporách. asi 1,5 hodiny. Základy mechaniky, 4. přednáška

Vliv okrajových podmínek na tvar ohybové čáry

Statika tuhého tělesa Statika soustav těles. Petr Šidlof

Veronika Drobná VB1STI02 Ing. Michalcová Vladimíra, Ph.D.

Analýza stavebních konstrukcí

OTÁZKY K PROCVIČOVÁNÍ PRUŽNOST A PLASTICITA II - DD6

ENÁ ŽELEZOBETONOVÁ DESKA S OTVOREM VE SLOUPOVÉM PRUHU

Pružnost a pevnost. 2. přednáška, 10. října 2016

1. Řešená konstrukce Statické řešení Výpočet průhybové čáry Dynamika Vlastní netlumené kmitání...

Spojitý nosník. Příklady

Pružnost a pevnost (132PRPE), paralelka J2/1 (ZS 2015/2016) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady.

Pružnost a pevnost (132PRPE) Písemná část závěrečné zkoušky vzorové otázky a příklady. Část 1 - Test

Statika tuhého tělesa Statika soustav těles

K618 FD ČVUT v Praze (pracovní verze). Tento materiál má pouze pracovní charakter a bude v průběhu semestru

Projevy dotvarování na konstrukcích (na úrovni průřezových modelů)

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

Betonové konstrukce (S) Přednáška 4

Nosné desky. 1. Kirchhoffova teorie ohybu tenkých desek (h/l < 1/10) 3. Mindlinova teorie pro tlusté desky (h/l < 1/5)

Mechanika zemin a zakládání staveb, 2 ročník bakalářského studia. Zemní tlaky

Deformace nosníků při ohybu.

Analýza napjatosti PLASTICITA

Obecný Hookeův zákon a rovinná napjatost

Postup zadávání základové desky a její interakce s podložím v programu SCIA

3.2.2 Navierova-Bernoulliho hypotéza

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

Analýza stavebních konstrukcí

FAKULTA STAVEBNÍ. Stavební statika. Telefon: WWW:

Předmět: SM02 PRŮBĚH VNITŘNÍCH SIL M(x), V(x), N(x) NA ROVINNÉM ŠIKMÉM PRUTU. prof. Ing. Michal POLÁK, CSc.

Ohyb nastává, jestliže v řezu jakožto vnitřní účinek působí ohybový moment, tj. dvojice sil ležící v rovině kolmé k rovině řezu.

VZOROVÝ PŘÍKLAD NÁVRHU MOSTU Z PREFABRIKOVANÝCH NOSNÍKŮ

Graf závislosti dráhy s na počtu kyvů n 2 pro h = 0,2 m. Graf závislosti dráhy s na počtu kyvů n 2 pro h = 0,3 m

Analytická geometrie lineárních útvarů

2. kapitola. Co jsou to vnitřní síly, jakými způsoby se dají určit, to vše jsme se naučili v první kapitole.

Transkript:

Betonové konstrukce (S) Přednáška 3 Obsah Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce Silové působení kabelu na beton Ekvivalentní zatížení Staticky neurčité účinky předpětí Konkordantní kabel, Lineární transformace kabelu 1 Návrh předpětí metodou vyrovnání zatížení

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce Silové působení kabelu na beton 1. Silové působení kabelu na beton Osamělou silou v místech zakotvení Silami v místech změny směru kabelu Obecně - výslednice Rozklad na složky do vodorovného a svislého směru 2

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce Silové působení kabelu na beton Parabolický kabel Přesné řešení - předpínací síla se mění po délce vlivem ztrát předpětí třením - radiální síly působí ve směru normály Rozklad sil pro přesné řešení H = P cos α α V = P sin α P Rozklad sil pro zjednodušené řešení H = P = konst α V = P tg α 3

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce ekvivalentní zatížení 2. Ekvivalentní zatížení Přímý kabel prostý nosník - přesné řešení Silové působení kabelu: Pouze koncové účinky: H = P cos α α V = P sin α P Ohybový moment lze spočítat přímo: M P x = P e(x) (za předpokladu, že P je kladné číslo) Ekvivalentní zatížení statické schéma: idealizace nosníku pomocí těžišťové osy tvoří pouze koncové účinky, výsledné síly musí být vztaženy k těžišti!!! reakce ekvivalentního zatížení jsou nulové 4

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce ekvivalentní zatížení Přímý kabel prostý nosník - přesné řešení konzola - přesné řešení Protože reakce ekvivalentního zatížení jsou nulové, průběh vnitřních sil nezávisí na způsobu podepření (platí pouze u staticky určitých konstrukcí). 5

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce ekvivalentní zatížení Přímý kabel prostý nosník - přesné řešení prostý nosník zjednodušené řešení H = P cos α α V = P sin α P H = P = konst α V = P tg α 6

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce ekvivalentní zatížení Lomený kabel prostý nosník - přesné řešení prostý nosník zjednodušené řešení 7

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce ekvivalentní zatížení Parabolický kabel - geometrie Souřadný systém x,y, kde e(x) = y(x) Parametry paraboly: délka L vzepětí f v L/2 (s příslušným znaménkem) excentricitou na počátku paraboly e a a na konci paraboly e b (s příslušným znaménkem) rovnice paraboly: e x = 4f L 2 x2 + 4f L x + e b e a x + e L a rovnice tečny paraboly, tj. směrnice tečny = tg (γ): tg γ x = de(x) dx = 8f 4f L2 x + L + e b e a L a odtud sklony tečen na začátku a na konci paraboly tg α = tg γ x = 0 tg β = tg γ x = L = 4f L + e b e a L = 8f 4f L + L2 L + e b e a L = 4f L + e b e a L = 8

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce ekvivalentní zatížení Parabolický kabel účinky předpětí Předpoklad: H = P = konstantní (plochý kabel, vliv změn předpětí po délce zanedbán) P je kladná reakce nulové!!! Silové působení: koncové účinky (rozklad na svislou a vodorovnou sílu): P h = P = konst α P v = P tg α radiální síly po délce kabelu představují rovnoměrné spojité zatížení působící na nosník v úseku paraboly: Ohybový moment lze spočítat přímo, protože platí: M P x = P e(x) p = d2 M P x dx 2 = P d2 e x dx 2 = P 8f L 2 9

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce ekvivalentní zatížení Parabolický kabel účinky předpětí P = 1000 kn p = d2 M P x dx 2 = P d2 e x dx 2 = P 8f L 2 10

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce - ekvivalentní zatížení Nosníky s proměnným průřezem 11

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce staticky neurčité konstrukce 3. Účinky předpětí na staticky neurčitých konstrukcích staticky určitá konstrukce vazby nebrání deformaci nevznikají reakce 1x staticky neurčitá konstrukce přidaná vazba (zabránění pootočení v bodě a) brání deformaci vznikají reakce 12

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce staticky neurčité konstrukce Postup výpočtu silová metoda (uvolnění pootočení v podpoře a) 1x staticky neurčitá konstrukce základní staticky určitá konstrukce M a s přidáme tolik stupňů volnosti (tedy odebereme vazby), kolikrát je konstrukce staticky neurčitá v bodě a odebereme vetknutí a nahradíme pevnou podporou odebraná jedna vazba každou odebranou vazbu nahradíme deformační podmínkou uvolnili jsme pootočení v uzlu a deformační podmínka bude φ celk ab = 0 v místě každé odebrané vazby přidáme příslušnou sílu (moment) neznámou veličinu v našem případě moment v bodě a: M a s Poznámka kolik odebereme vazeb, tolik vznikne deformačních podmínek a tolik bude neznámých sil soustava rovnic (silová metoda) 13

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce staticky neurčité konstrukce Postup výpočtu silová metoda 1x staticky neurčitá konstrukce primární stav účinky předpětí na základním staticky určitém nosníku p φ ab primární stočení v uzlu a od předpětí (pomocí ekvivalentního zatížení od předpětí) primární vnitřní síly od předpětí N p, V p, M p základní staticky určitá konstrukce primární stav primární účinky předpětí sekundární stav sekundární účinky předpětí sekundární stav s φ ab sekundární stočení v uzlu a od s momentu M a v bodě a (neznámá veličina) s φ ab = M a s α ab kde α ab je stočení v uzlu a od jednotkového momentu působícího v uzlu a celkové účinky součet primárních a sekundárních účinků φ celk ab = φ p s ab +φ ab = 0 φ p ab + M s s a α ab = 0 výpočet M a a zbylých reakcí a vnitřních sil N s, V s, M s výpočet celkových účinků N c, V c, M c 14

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce staticky neurčité konstrukce Postup výpočtu silová metoda (uvolnění svislého podpření v bodě b) 1x staticky neurčitá konstrukce základní staticky určitá konstrukce primární stav primární účinky předpětí sekundární stav sekundární účinky předpětí 15

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce staticky neurčité konstrukce Účinky předpětí 16

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce staticky neurčité konstrukce Příklad Ekvivalentní zatížení svislé složky sil Pootočení od ekvivalentního zatížení v bodě b Deformační podmínka v bodě b Předpoklad směru působení momentu dopočet reakcí v sekundárním stavu např. z momentové podmínky z rovnováhy svislých sil 17

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce staticky neurčité konstrukce Příklad dtto jako předchozí ale uvolněná jiná vazba (svislý posun v bodě a) s Vnitřní síly viz předchozí strana 18

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce staticky neurčité konstrukce Spojitý nosník Nosník ab Nosník bc reakce 19

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce staticky neurčité konstrukce Spojitý nosník Svislé složky sil Rovnice paraboly a tg úhlů tečen na začátku a konci paraboly Ekvivalentní zatížení 20

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce staticky neurčité konstrukce Spojitý nosník deformační podmínka Sekundární moment vyšel se záporným znaménkem, tzn. že působí opačným směrem, než bylo předpokládáno 21

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce staticky neurčité konstrukce Příklad Celkové účinky získáme: součtem účinků primárních a sekundárních nebo výpočtem účinků od ekvivalentního zatížení a reakcí sekundárního stavu na prostých nosnících kombinací obou 22

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce Staticky neurčité účinky předpětí ještě jednou Reakce od sekundárních účinků jsou nulové R/2 R/2 Reakce od sekundárních účinků sekundární primární celkový celkový 23

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce 4. Tlaková čára V průřezu (x) působí celkové účinky předpětí M c a N c e c sekundární celkový x Bod, ve kterém působí síla N c, je působiště tlakové síly v průřezu Spojnice působištˇ tlakové síly v průřezech po délce nosníků tlaková čára - poloha tlakové čáry měřená od těžiště nosníku: e c = M c N c - poloha tlakové čáry měřená od těžiště kabelu ν = e c e p = M c N c M p N p = M s N c pro N p = N c 24

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce 5. Konkordantní kabel Vzdálenost tlakové čáry od polohy kabelu je dána vztahem ν = M p N c Pokud jsou sekundární účinky od předpětí nulové, poloha tlakové čáry se shoduje s polohou kabelu (e p = e c ν = 0) a takovému kabelu se říká konkordantní kabel. Poznámka: z praktického hlediska to nemá význam, ale je výhodný právě proto, že jsou sekundární účinky nulové. Polohu takového kabelu lze nalézt, a pokud se upraví do proveditelného tvaru, lze předpokládat že sekundární účinky budou malé. 25

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce Jak nalézt polohu konkordantního kabelu? Mějme momentový obrazec od vnějšího zatížení na spojitém nosníku. Vydělíme-li průběh momentů konstantou, dostaneme průběh tlakové čáry. Umístíme-li do této tlakové čáry kabel, bude konkordantní. M a /k = e a k = e a /M a M b /k = e b k = e b /M b M c /k = e c k = e c /M c e a = e b = e c = k M a M b M c konstanta k odpovídá velikosti předpínací síly 26

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce Lineární transformace kabelu Předpoklad: plochý kabel změnou geometrie se nezmění velikost ztrát v daném místě Celkové statické účinky kabelu na nosník se nezmění, pokud se se změnou jeho geometrie nezmění ekvivalentní zatížení (kromě svislých sil, které se přenášejí přímo do podpory V a, V b, V c, V d ), tedy: zůstanou stejné koncové excentricity kabelu (e a, e d ) zůstane stejná křivost kabelu v každém místě (stejné vzepětí parabol v polích ac a bc) zůstanou stejné diskontinuity kabelu (stejná změna úhlu v poli cd) Poznámka: celkové účinky se nemění, ale změní se primární účinky a tím pádem i sekundární účinky změní se reakce 27

Účinky předpětí na betonové prvky a konstrukce Návrh předpětí metodou vyrovnání zatížení vyrovnává se 80 až 100% ztížení stálých pomocí ekvivalentních zatížení od parabol v poli paraboly nad podporou radiální síly jdou přímo do podpory V krajním poli max e p by měla odpovídat místu s maximálním momentem momenty od stálých zatížení (uvažovaného procenta) a předpětí se odečtou a v průřezu zůstane jen tlaková rezerva daná velikosti předpínací síly, která slouží k vykrytí napětí od ostatního zatížení, tj. zbytku stálých zatížení a proměnných zatížení návrh P: p = P 8f L 2 28