8. Halové konstrukce Klasifikace a stabilita rámů, rámové rohy, prostorové chování hal, jeřábové dráhy.

Podobné dokumenty
Klasifikace rámů a složitějších patrových konstrukcí

8. Střešní ztužení. Patky vetknutých sloupů. Rámové haly.

9. Obvodové stěny. Jeřábové konstrukce.

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

Řešený příklad: Výpočet součinitele kritického břemene α cr

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

3. Tenkostěnné za studena tvarované OK Výroba, zvláštnosti návrhu, základní případy namáhání, spoje, přístup podle Eurokódu.

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

BO004 KOVOVÉ KONSTRUKCE I

Obsah. Tento NCCI vysvětluje zásady výpočtu parametru α cr, který určuje stabilitu rámu. 1. Metody určení α cr 2

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

Statický výpočet postup ve cvičení. 5. Návrh a posouzení sloupu vzpěrné délky

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

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

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

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

5. Aplikace výsledků pro průřezy 4. třídy.

Příklad č.1. BO002 Prvky kovových konstrukcí

TENKOSTĚNNÉ A SPŘAŽENÉ KONSTRUKCE

Šroubovaný přípoj konzoly na sloup

Příklad č.1. BO002 Prvky kovových konstrukcí

STATICKÝ VÝPOČET D.1.2 STAVEBNĚ KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ REKONSTRUKCE 2. VÝROBNÍ HALY V AREÁLU SPOL. BRUKOV, SMIŘICE

Uplatnění prostého betonu

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

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

Skořepinové konstrukce úvod. Skořepinové konstrukce výpočetní řešení. Zavěšené, visuté a kombinované konstrukce

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Internetový seminář NÁVRH OCELOVÉ RÁMOVÉ KONSTRUKCE PODLE ČSN EN (ocelářská norma)

6. Skelety: Sloupy, patky, kotvení, ztužidla.

2. Interakce namáhání. Členěné pruty. Ocelobetonové nosníky a sloupy.

Část 5.8 Částečně obetonovaný spřažený ocelobetonový sloup

Stabilita ocelových stěn

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ KATEDRA OCELOVÝCH A DŘEVĚNÝCH KONSTRUKCÍ. Bakalářská práce

Rámové konstrukce Tlačené a rámové konstrukce Vladimír Žďára, FSV ČVUT Praha 2016

Klopením rozumíme ztrátu stability při ohybu, při které dojde k vybočení prutu z roviny jeho prvotního ohybu (viz obr.). Obr.

KONSTRUKCE POZEMNÍCH STAVEB

4. Tenkostěnné za studena tvarované prvky. Návrh na únavu OK.

pedagogická činnost

Telefon: Zakázka: Ocelové konstrukce Položka: Úvodní příklad Dílec: Hala se zavětrováním

BO004 KOVOVÉ KONSTRUKCE I

5. Ocelové skelety budov. Dispozice, stropy.

BO04 KOVOVÉ KONSTRUKCE I

Řešený příklad: Spojitý sloup průřezu H nebo pravoúhlé trubky ve vícepodlažní budově

Návrh žebrové desky vystavené účinku požáru (řešený příklad)

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta stavební. Zastřešení dvojlodního hypermarketu STATICKÝ VÝPOČET. Ondřej Hruška

Navrhování konstrukcí z korozivzdorných ocelí

11. Zásobníky, nádrže, potrubí Zatížení, konstrukce stěn a podpor. Návrh upravuje ČSN EN bunkry sila

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

Složení. Konstrukční ocel obsahuje okolo 0,2% C

Telefon: Zakázka: Ocelové konstrukce Položka: Sloup IPE 300 Dílec: a

PŘÍKLAD č. 1 Třecí styk ohýbaného nosníku

Řešený příklad: Nosník s kopením namáhaný koncovými momenty

Problematika navrhování železobetonových prvků a ocelových styčníků a jejich posuzování ČKAIT semináře 2017

Atic, s.r.o. a Ing. arch. Libor Žák

7. Haly. Dispozice, střešní konstrukce.

předběžný statický výpočet

STANOVENÍ VZPĚRNÝCH DÉLEK PRUTŮ PŘÍHRADOVÉ VAZNICE A PŘÍHRADOVÉHO VAZNÍKU řešený příklad pro BO004

ZÁKLADNÍ PŘÍPADY NAMÁHÁNÍ

Posouzení trapézového plechu - VUT FAST KDK Ondřej Pešek Draft 2017

Prostý beton Pedagogická činnost Výuka bakalářských a magisterský předmětů Nosné konstrukce II

Průmyslové haly. Halové objekty. překlenutí velkého rozponu snížení vlastní tíhy konstrukce. jednolodní haly vícelodní haly

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

NCCI: Návrh styku ve vrcholu rámové konstrukce

STATICKÝ VÝPOČET. Ing. Jan Blažík

Investor: Měřítko: Počet formátů: Obec Vrátkov. Datum: D.1.2 STAVEBNĚ KONSTRUKČNÍ ČÁST DSP

Statický výpočet postup ve cvičení. 5. Návrh a posouzení sloupu vzpěrné délky

Stavební úpravy bytu č. 19, Vrbová 1475, Brandýs nad Labem STATICKÝ POSUDEK. srpen 2015

BL 04 - Vodohospodářské betonové konstrukce MONOTOVANÉ KONSTRUKCE

Teorie prostého smyku se v technické praxi používá k výpočtu styků, jako jsou nýty, šrouby, svorníky, hřeby, svary apod.

PROBLÉMY STABILITY. 9. cvičení

Sada 2 Dřevěné a ocelové konstrukce

1.3.1 Výpočet vnitřních sil a reakcí pro nejnepříznivější kombinaci sil

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

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ

Program dalšího vzdělávání

7. Šroubované spoje Technologie šroubování, navrhování šroubových spojů.

1. JEŘÁBOVÁ DRÁHA 1.1 POPIS OBJEKTU 1.2 TECHNICKÉ ÚDAJE JEŘÁBU

ÚPRAVY BYTU V PANELOVÉM DOMĚ Projekt pro stavební povolení

Řešený příklad: Prostě uložený nosník s mezilehlým příčným podepřením

Spolehlivost a bezpečnost staveb zkušební otázky verze 2010

Telefon: Zakázka: Kindmann/Krüger Položka: Pos.2 Dílec: Stropní nosník

Lineární stabilita a teorie II. řádu

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

předběžný statický výpočet

7. Šroubované spoje Technologie šroubování, navrhování šroubových spojů.

I. Přehled norem pro ocelové konstrukce ČSN EN Úvod

Boulení stěn při normálovém, smykovém a lokálním zatížení (podle ČSN EN ). Posouzení průřezů 4. třídy. Boulení ve smyku, výztuhy stěn.

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

Telefon: Zakázka: Ocelové konstrukce Položka: Přiklad 1 Dílec: Sloup v ose A/12

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

VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ BRNO UNIVERSITY OF TECHNOLOGY

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA APLIKOVANÝCH VĚD. KATEDRA MECHANIKY Obor: Stavitelství (STA) Akademický rok: 2017/2018 DIPLOMOVÁ PRÁCE

OCELOVÉ KONSTRUKCE (OK01)

NK 1 Konstrukce. Volba konstrukčního systému

PRUŽNOST A PLASTICITA I

Řešený příklad: Stabilita prutové konstrukce s posuvem styčníků

9. Spřažené ocelobetonové nosníky Spřažené ocelobetonové konstrukce, návrh nosníků teorie plasticity a pružnosti.

Lindab Usnadňujeme výstavbu. LindabConstruline. Vaznice a paždíky. Konstrukční profily Z, C a U

Témata profilové části ústní maturitní zkoušky z odborných předmětů

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

Transkript:

8. Halové konstrukce Klasifikace a stabilita rámů, rámové roy, prostorové cování al, jeřábové dráy. Příčné řezy rámovýc vazeb Obvykle: stojky uloženy kloubově, montážní styky dnes obvykle s čelními deskami a předpjatými šrouby, proměnné průřezy příčle i stojek. OK3 1

Klasifikace rámů a složitějšíc patrovýc konstrukcí Klasifikace závisí na geometrii i zatížení řešit pro každou kombinaci zatížení!! 1. Konstrukce řešené podle teorie 1. řádu (α cr > 10): α cr = F F cr 10 Pro dané zatížení F je α cr výsledkem řešení MKP (např. FEAT). δ H, Pro vybočení s posunem styčníků přibližně platí: H α cr = V δ H, H 1 H V 1 V Přitom musí pro štílost prutů v rovině mezi styčníky platit: A fy λ 0,3 N U pravidelnýc skeletů se výpočet provede pro každé patro, rozoduje nejnižší odnota. Posouzení prutů se vzpěrnou délkou mezi styčníky je potom velmi bezpečné (podle Eurokódu pro α cr > 5 lze uvažovat χ = 1). OK3

. Konstrukce řešené podle teorie. řádu (α cr <10): Obecně lze postupovat 3 způsoby: a) Geometricky nelineárním řešením kompletně imperfektní konstrukce (GNIA). Účinky druéo řádu a globálníc i prutovýc imperfekcí jsou potom zarnuty ve výslednýc vnitřníc silác a posouzení jednotlivýc tlačenýc prutů se provede pouze na prostý tlak bez součinitelů vzpěrnosti χ. Toto řešení je náročné na software, zavedení imperfekcí i vyodnocení. b) Geometricky nelineárním řešením konstrukce pouze s globální imperfekcí (zavedením náklonu konstrukce pomocí náradnío vodorovnéo zatížení). Posouzení prutů na vzpěr (tj. vliv. řádu a prutovýc imperfekcí) se provede pro systémové délky (např., L/). ~ L cr fiktivní podpora pro následný posudek prutů na vzpěr cr Pozn.: pro malé sklony (obvykle rovné příčle, teoreticky < 15º) je L cr rovné vzdálenosti sloupů. Pro 3 α cr < 10 a vybočuje-li konstrukce s posunem styčníků (odpovídá odnotě α cr stanovené z přibližnéo vztau) lze účinky. řádu od posunu styčníků řešit přibližně podle b1): OK3 3

b1) Prakticky se potom řeší konstrukce podle teorie 1. řádu se zavedenou imperfekcí soustavy (s nakloněním), kde se všecny vodorovné síly H (např. od větru a od imperfekcí V φ) přenásobí součinitelem. řádu: 1 1 1 α cr 1 c) Často se soustava řeší teorií I. řádu bez imperfekcí, určí se vzpěrné délky sloupů pro globální vybočení a posoudí se ekvivalentní pruty (se zavedením χ pro vzpěr). Na příčli je nutné zvětšit momenty od vodorovnýc účinků cca o 0% (popř. řešit jejic globální vzpěrnou délku): δ L cr lze stanovit obdobně jako u stojky, nebo zvětšít momenty od vodor. účinků o ~ 0% cr = β v boaté literatuře L cr L/ zajistit stabilitu volnéo pásu!! OK3 4

Typické vzpěrné délky pro globální vybočení (s posunem styčníků): Vzpěrné délky stojek soustav lze určit ze vzorců nebo grafů v literatuře. Nejlépe se však určí z kritickéo zatížení N cr po výpočtu odpovídajícío α cr běžným softwarem následovně: L cr = π E I N cr = π E I α N cr Pozn.: 1) Použije-li se α cr podle přibližnéo vzorce (tj. pro vybočení s posunem styčníků), nelze brát vzpěrnou délku menší než systémovou délku. 1) Pozor na změnu průřezu po posudku, mění se α cr a tedy i L cr. OK3 5

Praktický příklad: 1 kn/m' IPE 550 40 kn 40 kn HE 340 B 4000 10000 imp 1 α cr,1 = 6,9 < 10 (. řádem) (α cr, = 44,3) (výpočet α cr viz doplňující poznámky) π E I 6 y π E Iy π 10000 366, 6 10 cr = = = = 4 374, 1mm 3 N α N 6, 9 184, 5 10 cr,1 cr Místo určování vzpěrné délky cr je vodnější použít přímý posudek stojky pro poměrnou štílost: Afy λ = Pozor na změny průřezu po Ncr provedení posudku!!! Pro daný příklad: λ = Af N y cr,1 = 17090 35 6, 9 184, 5 10 3 = 1, 77... z tabulek přímo χ OK3 6

Rámové roy V b M b N b Namáání lze přibližně rozložit do pásnic: M F 1 + M F b N b b N b 1) Rámové roy bez náběu a) Ro vyztužený na tlak tlačená diagonála svařované provedení šroubované provedení b D F 1 F D (posoudit na vzpěr) svar na síly M, N, V pozor na zdvojení čelní desky tlusté čelní desky (jinak polotuý styk) OK3 7

b) Ro namáaný smykem řešení s čelní deskou: méně vodné (malé rameno): t w τ F 1 F svar na sílu F' σ ' b F' s přeplátovaným stykem pásnice (draé) přenos F 1 (smykem) přenos V Posouzení stěny v rámovém rou ve smyku: S vlivem boulení platí: τ τ τ max b,rd F bt 1 w F ; b t b,rd w = V / t = OK3 8 χ w f 3 γ yw M1

Pozn.: Únosnost stěny lemované pásnicemi sloupu a výztuami stěny lze zvýšit o tzv. rámový účinek (vytvoření 4 plastickýc kloubů tooto rámu): τ χ w f 3 γ yw M1 + M pl,c,rd + M pl,st, Rd plastická únosnost pásnic a výztu c) Zvýšení únosnosti rámovéo rou bez náběu vyztužení smykové stěny plynulý přecod pásnic zvětšení tloušťky stěny t w namáání diagonály zmenšeno o únosnost stěny ve smyku radiální výztuy t OK3 9

) Rámové roy s náběem výztua svar přenáší sílu M/ F 1 I F' 1 F úpalek I F' Pozn.: Styky lze rovněž odsadit od líce sloupu, který má přivařenou konzolu. Stykování ve vrcolu - obdobně: tlak kloubový spoj smyk ta úpalek I event. výztua tlusté čelní desky (nebo vyztužit) OK3 10

Prostorové cování al 1. Spolupůsobení příčnýc vazeb bez spolupůsobení se spolupůsobením Pro lokální zatížení (např. jeřáby): - ztužidla ve střeše roznášejí zatížení na více vazeb Řešení: a) prostorové řešení aly jako celku (obtížné); b) přibližně jako interakci spojitéo nosníku na pružnýc podporác: < H pružné podpory: 1 c = δ 1 δ H OK3 11

. Spolupůsobení pláště (stressed skin design) tuý plášť (trapézový plec, zmonolitněné prefa): - působí jako stěna vysokéo nosníku, jeož pásnicemi jsou vaznice (event. ve stěně aly paždíky); - odlečí příčné vazby, přenáší příčné zatížení do tuýc štítů; - změní obvykle klasifikaci sloupů na rámy s α cr 10. vysoké stěnové nosníky: Požadavky: -při stavbě ala netuá, tuost zajistit jinak (dočasná ztužidla, vzpěry...) -plášť musí být po celou životnost stavby funkční (pozor na úpravy, požár...) - vodné pro kratší aly (L/B < 4), s tuými štíty. OK3 1

Postup návru (náročné, obvykle pro opakované použití): - návr pláště na běžnéoybovéúčinky, - globální analýza neposuvné vazby (podepřené tuze střešní rovinou), -střecu rozdělit na smyková pole (diafragmata), - stanovit smykovou únosnost a poddajnost pole včetně přípojů a spojů plecu (návrové postupy uvádí např. směrnice ECCS No.88), - stanovit plášťové účinky (odlečení vazeb a namáání vysokéo nosníku), - stanovení namáání štítu. Příklad pole: Vaznice (příčný prvek) Trapézový plec (jedna tabule) Příčná vazba (podélný prvek) Va b b Smyková spojka V Přípoje plec/plec Přípoje plec/vaznice a V v Va b Přípoje smykové spojky OK3 13

Jeřábové dráy vlastní tía jeřábu (uvažovat bez kočky) Zatížení mostovýc jeřábů (ČSN EN 1993-3): stálé Q c proměnné: - svislé účinky jeřábů Q H (tabulky jeřábů) - vodorovné účinky působí v temeni kolejnice: od zryclení jeřábu (rozjezd, brzdění) od příčení jeřábu od zryclení kočky (rozjezd, brzdění) - další zatížení (síly na nárazníky, vítr, zkušební zatížení...) OK3 14

Dynamické účinky: - řeší se přibližně, zavedením dynamickýc součinitelů ϕ 1 až ϕ 7 : např.: pro svislé síly ϕ 1 až ϕ 4, závislé na ryclosti zdviu, typu jeřábu... pro zryclení jeřábu ϕ 5 podle poonu atd. MSP: Obecně se posuzuje kmitání. Praktický výpočet spočívá ve stanovení průybu (δ max < L/600 5 mm) Globální analýza Pro poyblivé zatížení je nutné použít příčinkovýc čar. Např. pro M max v průřezu x platí Winklerovo kritérium: < x F i > R L Běžně však postačuje stanovit M max a V max na celém nosníku: např. 4 síly poloa pro M max = M 3 poloa pro V max aritmeticky střední břemeno: P3 OK3 15

Příklad: V s V (nutné si číselně vyzkoušet) Posouzení jeřábovéo nosníku 1. Přesné řešení: - vyžaduje prostorový výpočet, včetně kroucení Q (výsledkem jsou vnitřní síly N, M y, M z, B, V y, V z, T t, T w ) H y S G z příradový nosník lze naradit stěnou s t eff stejné smykové tuosti. Přibližné konzervativní řešení pro H: H e H G = + t w H = T H e H + H T 15 t w přisoudit ornímu pásu H T pro dimenzování dolnío pásu OK3 16

3. Obvyklé řešení (leží na nebezpečné straně, zanedbáno kroucení): Hlavní nosník: Q svislé zatížení (interakce boulení od M, N, V, F) podélné vodorovné zatížení (způsobuje N, M) Vodorovný nosník: H 15 t w příčné vodorovné zatížení Únava jeřábovýc nosníků Posudek pro ekvivalentní rozkmit carakteristickéo zatížení (γ Ff = 1,00): Pro σ : (obdobně pro τ) γ Ff Δσ E, Δσ γ Mf C "únavová pevnost" pro.10 6 cyklů daná názvem kategorie detailu 1,15 rozkmit ekvivalentnío jmenovitéo napětí (musí být < 1,5 f y, včetně dyn. součinitele ϕ fat ) OK3 17

Rozkmit ekvivalentnío jmenovitéo napětí: Δσ ϕ λ Δσ E, = fat jmenovitý rozkmit napětí danéo napětí (odpovídající ϕ fat ) součinitel ekvivalentnío poškození, odpovídající 10 6 cyklům (uvádí ČSN EN 1991-3 podle kategorie jeřábu) Konstrukční detaily (zamezit vrubům) KD 80 KD 45 až KD 90 půdorys: KD 40 KD 90 r 150 max 100 (boulení) podle potřeby KD 80 KD 11 (pro ruční svar KD 100) KD 80 KD 11 (pro ruční svar KD 100) KD 80 Pro krční svary: τ KD 80 II τ a σ KD 36* r OK3 18

Doplňující poznámky: Kritické zatížení pro daný zatěžovací stav (kombinaci) lze stanovit softwarem. Např. FEAT : volit výpočet, typ: vlastní tvar vybočení (buckling eigenmode), počet tvarů (pro názor je vodné volit alespoň 4), další zadání ponecat jako pro statiku (volit síť, vybrat zat. návrový stav, výpočet). V postprocesoru vybrat zatěž. stav, vlastní tvar vybočení, např. k 1 = α cr,1, pro druý k = α cr, a lze vykreslit tvary vybočení (výsledky, tvar deformace). Pro posuzovaný prut (který rozoduje o ztrátě stability celé konstrukce v daném, tj. zejména prvním tvaru vybočení) se vypočítá jeo kritické namáání pro daný zatěžovací stav (kombinaci) a poměrná štílost: N cr = αcr,1n N cr = k1 N (resp. ), odtud Pozn.: pro ostatní pruty (vybočující při jiném - vyšším tvaru vybočení) je štílost stanovená z prvnío tvaru vybočení konzervativní. Vzpěrnou délku posuzovanéo prutu soustavy (zarnující správné okrajové podmínky v konstrukci) lze stanovit ze vztau: π E I Lcr = Ncr Vzpěrná délka však je pomocnou odnotou, istoricky umožňující stanovení součinitele vzpěrnosti pomocí štílosti λ. Stanovení vzpěrnýc délek kromě základníc případů pomocí grafů, tabulek apod. je v dnešní době zastaralé. Vodnější je přímé stanovení výše uvedené poměrné štílosti. OK3 19 λ = Af N y cr,1 χ

Přibližné stanovení α cr Tvar vybočení jednostranně pružně podepřenéo prutu: π E I 1 Tuost podepření c < 3 π E I Tuost podepření c 3 δ H, V cr < V E V V E π EI = H = δ H, c vybočení s posunem styčníku vybočení bez posunu styčníku (Euler) V cr H V cr Z momentové podmínky rovnováy plyne: odtud pro α cr V = V cr plyne: α cr V cr δ H, = H = V δ H H, OK3 0