Postup řešení: Svislé nosné konstrukce ve vícepodlažních komerčních a bytových budovách

Podobné dokumenty
Postup řešení: Integrované nosníky pro vícepodlažní budovy pro komerční a bytovou výstavbu

Postup řešení: Otvory ve stěnách nosníků pro instalace ve vícepodlažní budově

Postup řešení: Stropnice ve vícepodlažních komerčních a obytných budovách

Popisují se různé způsoby přenosu vodorovného zatížení u vícepodlažních ocelových budov a uvádí se návod na předběžné dimenzování.

Případová studie: Požární návrh administrativního centra AOB, Luxembourg

Tabulky: Nomogram pro určení teploty nechráněných prvků

Tento NCCI uvádí informace pro stanovení rozměrů částí kontaktního styku sloupu pomocí přišroubovaných příložek na pásnicích a stojině.

Případová studie: Administrativní budova Palestra, Londýn

Uvádějí se grafy k usnadnění návrhu při výběru válcovaných profilů nespřažených sekundárních nosníků (stropnic, vaznic) 3.

Tento NCCI uvádí podrobnosti hospodárného návrhu styku neposkytujícího průběžnou tuhost sloupu. Vysvětluje se, kde je možné takového styku použít.

Tabulky: Součinitele vzpěrnosti za zvýšených teplot

Případová studie: Obytná budova, SMART House, Rotterdam

Řešený příklad: Vazby k zabránění nesymetrickému kolapsu

1. Úvod Smíšené konstrukce ze profilů za tepla válcovaných a z prvků za studena tvarovaných Hybridní systémy 4

Vývojový diagram: Výpočet zatížení větrem na jednopodlažní budovy

Tabulky: Redukční součinitele mechanickcýh vlastností oceli za zvýšené teploty

Tabulky: Klasifikace průřezů válcovaných profilů IPE a HE

Vývoj: Akustické parametry nosné konstrukce z tenkostěnných profilů u obytných budov

Postup řešení: Umístění stavby a jeho vliv na návrh vícepodlažních budov s ocelovou konstrukcí

NCCI: Koncepce a typické uspořádání jednoduchých prutových konstrukcí

NCCI: Předběžný návrh přípojů deskou na stojině nosníku

NCCI: Předběžný návrh přípoje čelní deskou. Obsah

Obsah. 1. Všeobecně Použití návrhu s plášťovým chováním Návrh s plášťovým chováním Literatura 4. Strana 1

Případová studie: City Gate, Düsseldorf, Německo

Postup řešení: Stěny z lehkých ocelových prvků pro obytné konstrukce

Případová studie: Podlažní obytná budova v Deansgate, Manchester

Případová studie: Sociální byty v Rheims, Francie

Řešený příklad: Šroubový přípoj taženého úhelníku ztužidla ke styčníkovému plechu

Postup řešení: Nechráněné ocelové prvky při požáru

NCCI: Modelování rámů - pružná analýza. Obsah

Postup řešení: Koncepce požární bezpečnosti pro vícepatrové komerční a bytové budovy

Postup řešení: Stropy konstrukcí pro bydlení z lehkých ocelových prvků. Obsah

NCCI: Účinné délky a destabilizující součinitele zatížení pro nosníky a konzoly - obecné případy

Řešený příklad: Vzpěrná únosnost kloubově uloženého prutu s mezilehlými podporami

Postup řešení: Výběr vhodného požárního návrhu podlažní administrativních a bytových budov

NCCI: Návrh styku ve vrcholu rámové konstrukce

Tabulky: Klasifikace průřezů při vysokých teplotách

Případová studie: State Street Bank, Lucemburk

Postup řešení: Koordinace návrhu nosné konstrukce a architektonického návrhu pro vícepodlažní budovy s ocelovou konstrukcí

Řešený příklad: Požární odolnost uzavřeného svařovaného průřezu

Řešený příklad: Výpočet součinitele kritického břemene α cr

Případová studie: Systém OpenHouse, Švédsko

Řešený příklad: Nosník s kopením namáhaný koncovými momenty

Postup řešení: Přehled možností rozvodů ve vícepodlažních kancelářských budovách. Obsah

Řešený příklad: Stabilita prutové konstrukce s posuvem styčníků

NCCI: Mezní hodnoty průhybů jednopodlažních budov

Obsah. Případová studie: Aréna v Kolíně, Německo

Řešený příklad: Požární odolnost plechobetonové desky podle EN

Případová studie: Raines Court, Londýn

Případová studie: Požární návrh nákupního centra Las Cañas, Viana, Španělsko

Případová studie: Požární návrh terminálu 2F, letiště Charles de Gaulle, Paříž

Řešený příklad: Prostě uložený a příčně nedržený nosník

Případová studie: Bilbao Exhibition Centre, Španělsko

Případová studie: Isozaki Atea, Bilbao, Španělsko

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

Případová studie: Lucemburská obchodní komora

Případová studie: Požární návrh haly pro Airbusy, Toulouse, France

Postup řešení: Výběr vhodného požárního návrhu hal

Řešený příklad: Kloubově uložený sloup s průřezem H nebo z pravoúhlé trubky

Řešený příklad: Prostě uložený nosník s mezilehlým příčným podepřením

Vývoj: Tepelně technické vlastnosti nosných tenkostěnných ocelových konstrukcí bytové výstavby

V příkladu je navržena patka sloupu, který je zatížen osovou tlakovou silou. Postupuje se podle postupu v SN037, kapitola 4.

Řešený příklad: Požární odolnost sloupu vyplněného betonem

Řešený příklad: Prostě uložená spřažená stropnice

Q ; G. Řešený příklad: Výběr jakostního stupně oceli

Řešený příklad: Výpočet zatížení pláště budovy

NCCI: Mezní hodnoty svislých a vodorovných průhybů vícepodlažních budov

Případová studie: Požární návrh krytého fotbalového stadionu, Finsko

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

Případová studie: Nákupní centrum CACTUS, Esch/Alzette, Luxembourg

Tento dokument představuje různé aplikace příhradových vazníků a příklady koncepčního návrhu vazníků se sloupy v jednopodlažních budovách. 1.

Postup řešení: Hospodárný návrh konstrukčního uspořádání ocelových a kompozitních budov malé a střední výšky

NCCI: Návrhový model styku pásů z uzavřených průřezů čelní deskou

Řešený příklad: Požární odolnost částečně obetonovaného spřaženého sloupu

Průvodce řešením: Přínos ocelové konstrukce pro komerční budovu

Tento dokument poskytuje typické detaily a návod pro návrh základních součástí rámových konstrukcí z válcovaných profilů. 1. Úvod 2. 4.

Postup řešení: Postup ověření požárního návrhu podlažních bytových budov

NCCI: Praktický analytický model pro rámovou konstrukci (plastická analýza)

Řešený příklad:: Kloubový přípoj nosníku na pásnici sloupu s čelní deskou

Postup řešení: Dilatace v ocelových konstrukcích

Postup řešení: Postup ověření požárního návrhu podlažních administrativních budov

NCCI: Únosnost přípoje deskou na stojině nosníku na vazebné síly

NCCI: Výběr styku sloupu příložkami bez kontaktu

Postup řešení: Hlavní informace pro klienty vícepodlažních budov s ocelovou konstrukcí

Řešený příklad: Přípoj příhradového vazníku na sloup čelní deskou

Řešený příklad: Prostě podepřená vaznice průřezu IPE

Řešený příklad: Požární návrh nechráněného nosníku průřezu IPE vystaveného normové teplotní křivce

Postup řešení: Základy požárního návrhu. Obsah

Případová studie: Projekt Arabianranta, Helsinki, Finsko

Postup řešení: Spřažené desky ve vícepodlažních budovách pro komerční a obytné účely

Řešený příklad: Přípoj nosníku na sloup deskou na stojině

NCCI: Návrhový model styku sloupu příložkami bez kontaktu

Postup řešení: Prefabrikované betonové desky ve vícepodlažních budovách pro komerční a obytné účely

Případová studie: Výšková budova Rembrandt Tower, Amsterdam, Holandsko

Postup řešení: Návrh rámových konstrukcí ze svařovaných profilů. Obsah

NCCI: Obecná metoda pro posouzení příčné stability rámů

Případová studie: Sheraton hotel, Bilbao, Španělsko

Postup řešení: Přehled koncepce požární bezpečnosti pro jednopodlažní budovy

Řešený příklad: Požární návrh chráněného sloupu průřezu HEB vystaveného parametrické teplotní křivce

Řešený příklad: Parametrická křivka teplotní křivka

Transkript:

Postup řešení: Svislé nosné konstrukce ve vícepodlažních komerčních a bytových Popisuje typy sloupů a prvků svislého ztužení používaného pro vícepodlažní budovy a poskytuje informace pro úvodní návrh těchto konstrukcí. Obsah 1. Typ konstrukce 2 2. H Profily 3 3. Částčně obetonované H profily 4 4. Duté průřezy vyplněné betonem 4 5. Požární odolnost sloupů 5 6. Napojení sloupů 6 7. Svislé ztužení 7 Strana 1

1. Typ konstrukce Sloupy a ostatní vertikální prvky přenášející zatížení z konstrukce jsou obecně navrhovány, aby měly minimální vliv na využitelný prostor budovy, a proto jsou pokud možno co nejmenších průřezů. Rozměry sloupů závisí čistě na výšce budovy ploše podlaží, ze které se přenáší zatížení. U sloupů se s výhodou uplatňují oceli vyšších tříd při uvažování integrovaného požárně odolného návrhu (viz kapitola 5). Různé možnosti pro sloupy jsou zobrazeny na Obr. 1.1, jedná se o následující tvary: H průřezy (obecně požárně chráněné). Nosné uzavřené průřezy. Částečně zabetonované sloupy. Sloupy uzavřených dutých průřezů vyplněné betonem. (1) (2) (3) (4) (5) Legenda: 1. HE nebo UC průřez 2. Nosné uzavřené průřezy 3. Částečně zabetonované H průřezy 4. Sloupy čtvercových průřezů vyplněné betonem 5. Sloupy kruhových průřezů vyplněné betonem Obr. 1.1 Možnosti provedení sloupů Strana 2

2. H Průřezy H průřezy jsou obvykle orientovány tak, že tužší (primární) nosníky jsou připojeny k pásnicím. Tento způsob je mnohem jednodušší z hlediska přípoje. H průřezy jsou nejjednodušším řešením pro sloupy. Stejný průřez sloup je běžně zvolen pro všechna podlaží, i když se může průřez po výšce měnit. Tento přístup zjednodušuje napojování sloupů. Z ekonomických důvodů a také pro pohodlnou výstavbu jsou obvykle sloupy zvoleny v délkách rovných 2 nebo 3 výškám podlaží. Dvě návrhové tabulky pro HE a UC sloupy jsou prezentovány v tab. 2.1. a 2.2. Bylo uvažováno nahodilé zatížení 4 kn/m 2 společně se stálým zatížením (zahrnujícím vlastní tíhu) rovněž o hodnotě 4 kn/m 2. Výška podlaží byla zvolena 4m. Tab. 2.1 Typická velikost HE sloupů, které jsou součástí ztužené konstrukce Vzdálenosti sloupů 6 6 m 6 9 m 6 12 m 6 15 m 4 HE 220 B HE 280 B HE 240 M HE 260 M 6 HE 280 B HE 240 M HE 260 B HE 300 M 8 HE 300 B HE 260 M HE 300 M HE 320 M 10 HE 240 M HE 300 M HE 320 M HD 400 x 347 Veškerá ocel je Nahodilé zatížení = 3 kn/m 2 plus 1 kn/m 2 na příčky Tab. 2.2 Typická velikost UC sloupů, které jsou součástí ztužené konstrukce Vzdálenosti sloupů 6 x 6 m 6 x 9 m 6 x 12 m 6 x 15 m 4 203 UC 86 254 UC 132 254 UC 167 305 UC 198 6 254 UC 132 254 UC 167 305 UC 198 305 UC 240 8 305 UC 240 305 UC 198 305 UC 240 356 UC 235 10 305 UC 198 305 UC 240 356 UC 340 356 UC 340 Veškerá ocel je Nahodilé zatížení = 3 kn/m 2 plus 1 kn/m 2 na příčky Detailnější popis pro prvotní návrh sloupů naleznete v SN012. Strana 3

3. Částečně obetonované H profily Částečné obetonování mezi pásnicemi sloupů zvyšuje jednak jejich tlakovou únosnost a jednak jejich požární odolnost. Návrhová tabulka pro částečně obetonované HE profily je níže. Maximální velikost průřezu je v této tabulce HE450B. Tab. 3.1 Typické velikosti částečně obetonovaných H průřezů, které jsou součástí vyztužené konstrukce Vzdálenosti sloupů 6 x 6 m 6 x 9 m 6 x 12 m 6 x 15 m 4 HE 240A HE 240B HE 280B HE 300B 6 HE 240B HE 280B HE 340B HE 400B 8 HE 280B HE 340B HE 450B --- 10 HE 300B HE 400B --- --- Veškerá ocel je Nahodilé zatížení = 3 kn/m 2 plus 1 kn/m 2 na příčky Typické obetonované sloupy mohou dosáhnout požární odolnosti 60 nebo 90 minut v závislosti na stupni vyztužení (viz EC4-1-2). 4. Duté průřezy vyplněné betonem Betonem vyplněné kruhové a čtvercové průřezy jsou architektonicky velmi významné a mohou dosahovat výborných kompozitních vlastností z důvodů betonové výplně uvnitř průřezu. Typická návrhová tabulka pro úvodní návrh je vidět níže (Tab. 4.1) Betonem vyplněné průřezy mají výbornou požární odolnost, protože tlak se přenáší do chladnějšího betonu a jeho výztužných prutů. Větší průměru sloupů mohou být vyplněné betonem od spodní úrovně, ale většina menších trubek je plněna betonem ze shora. Tab. 4.1 Typické velikosti průřezů vyplněných betonem, které jsou součástí vyztužené konstrukce Vzdálenosti sloupů 6 x 6 m 6 x 9 m 6 x 12 m 6 x 15 m 4 219 x 10 219 x 12,5 273 x 12,5 323 x 12,5 6 219 x 12,5 273 x 16 323 x 16 355 x 16 8 273 x 12,5 323 x 16 355 x 20 406 x 16 10 323 x 12,5 355 x 16 406 x 20 457 x 20 Průměr (mm) tloušťka (mm) Veškerá ocel je Nahodilé zatížení = 3 kn/m 2 plus 1 kn/m 2 na příčky Z hlediska požární odolnosti musí minimální množství výztuže splnit limity v EN 1994-1-2. Pro odolnost 60 minut obvykle není požadována žádná výztuž. Strana 4

5. Požární návrh sloupů H průřezy sloupů jsou obvykle prováděny s pasivní požární ochranou, většinou obkladem deskami z pohledových důvodů. Jestliže je to architektem požadováno, můžou být rovněž ochráněny požárním nátěrem. Požární návrh sloupů znamená eliminaci pasivních ochranných prostředků a může být použit z následujících případů: Budovy s nízkým požárním zatížením. Externí konstrukce. Do výpočtu byl zahrnut požární výpočet využívající částečně obetonované průřezy nebo duté průřezy vyplněné betonem. Vodou vyplněné kruhové průřezy. Strana 5

6. Napojení sloupů Napojení sloupů je běžně prováděno 1m nad podlažím pro snadné provedení spoje. Na Obr. 6.1 jsou vidět čtyři různé druhy napojení sloupů. Pro strojově neopracované konce sloupů jsou osové síly přenášeny přes příložky množstvím šroubů. Zapuštěné šrouby mohou být použity, když je pásnice dostatečně tlustá. Detail s koncovým plechem může být použit pro málo zatížené sloupy. Délka sloupů od 8 do 12 m je nejekonomičtější, což reprezentuje 2 nebo 3 výšky podlaží. (1) (2) Legenda: (3) (4) 1. Napojení smykové sily jsou přenášeny přes šrouby 2. Opřený sloup se zapuštěnými šrouby 3. Napojení sloupů - různé velikosti sloupů 4. Napojení přes koncový plech různé velikosti sloupů Obr. 6.1 Detaily napojení sloupů Strana 6

7. Svislé ztužení Svislé ztužení tvaru V, X nebo K se provádí v rovině sloupů. Prvky vyztužení jsou obvykle nosné duté průřezy pro V nebo K ztužidla (mohou být rovněž použity úhelníky, ale obecně vyžadují více místa) nebo ploché oceli pro ztužidla ve tvaru X. Tab. 7.1 a 7.2 mohou být použity pro úvodní návrh svislých ztužidel V nebo X formy u ocelových konstrukcí jednoduchého pravoúhlého tvaru jako funkce délky budovy (vystavené větru) a počtu podlaží. Tab. 7.1 Velikost kruhových průřezů ztužidel typu V (průměr tloušťka) Délka budovy (m) 20 30 40 50 4 100 10 120 8 120 12,5 150 8 6 120 8 120 12,5 150 10 150 12,5 8 120 12,5 150 10 150 16 2 150 8 12 2 120 8 2 120 12,5 2 150 10 2 150 12,5 Ztužení je na obou koncích budovy 2x což znamená dvě ztužená pole na každém konci Výška podlaží je 4m, zatížení větrem bylo uvažováno 1 kn/m 2. Tab. 7.2 Velikost kruhových průřezů ztužidel typu X (průměr tloušťka) Délka budovy (m) 20 30 40 50 2 120 10 150 12 150 15 200 20 4 150 15 2 x 150 12 2 x 200 15 2 200 20 6 2 x 200 12 2 x 200 20 2 220 20 2 220 22 8 2 x 200 15 2 220 20 2 250 20 2 250 25 Ztužení je na obou koncích budovy 2x což znamená dvě ztužená pole na každém konci Výška podlaží je 4m, zatížení větrem bylo uvažováno 1 kn/m 2. Strana 7

Quality Record RESOURCE TITLE Scheme Development: Vertical structure for multi-storey buildings for commercial and residential use Reference(s) ORIGINAL DOCUMENT Name Company Date Created by R.M. Lawson SCI Jan 05 Technical content checked by G.W. Owens SCI May 05 Editorial content checked by D.C. Iles SCI May 05 Technical content endorsed by the following STEEL Partners: 1. UK G.W. Owens SCI 26/5/05 2. France A. Bureau CTICM 26/5/05 3. Sweden A. Olsson SBI 26/5/05 4. Germany C. Mueller RWTH 11/5/05 5. Spain J. Chica Labein 20/5/05 6. Luxembourg M. Haller PARE 26/5/05 Resource approved by Technical Coordinator G W Owens SCI 28/7/06 TRANSLATED DOCUMENT This Translation made and checked by: K. Mikeš CTU in Prague 31/7/07 Translated resource approved by: J. Macháček CTU in Prague 30/9/07 National technical contact: F. Wald CTU in Prague Strana 8