III. ročník celotátní konference SPOLEHLIVOST KONSTRUKCÍ 99 Téa: Cety k uplatnění pravděpodobnotního poudku bezpečnoti, provozuchopnoti a trvanlivoti kontrukcí v norativních předpiech a v projekční praxi, 10.4.2002 Dů techniky Otrava ISBN 80-02-01489-8 HAVÁRIE KONSTRUKCE STŘECHY HALY VLIVEM EXTRÉMNÍHO SNĚHOVÉHO ZATÍŽENÍ Radi Čajka a Kail Burkovič Abtract Analyi of accident of roof hall tructure in logitical center in Diviov near Prague due to extree nowfall on turning point of the year 2001 and 2002. Height of now-drift achieve in upper-ot place 3,6. Analyi of intenitie and coparion of now deign value load according to current Czech tandard ČSN 73 0035 and Europe tandard EC 1. 1. Havárie třechy Noná kontrukce třešního pláště haly je provedena z trapézového plechu, který je uložen na ocelových třešních nonících IPE 400 (S 235). Oová vzdálenot noníků a teoretická vzdálenot podpor trapézového (TR) plechu je 6,0. Na třeše přítavku vznikla něhová návěj parabolického tvaru o výšce ax. 1,8 až 3,6 v podélné ěru. Schéa něhové návěje je patrná z obr. 1 a 2. Náledke přetížení došlo k detrukci a naděrné deforaci trapézových plechů, které na tak velké zatížení neohly být v ouladu ČSN 73 0035 Zatížení tavebních kontrukcí [1] nadienzovány. Součaně detrukcí třešního pláště došlo i k poškození plechů a kazet opláštění štítové těny od vodorovné ložky zatížení něhe. Úkole znaleckého poudku [8] bylo objanit příčiny havárie a pooudit, zda byla kontrukce navržena v ouladu platnýi norai ČSN [1], [3]. Obr.1: Schéa něhové návěje podél štítové těny haly Radi Čajka, Ing., CSc., Vyoká škola báňká Technická univerzita Otrava, Fakulta tavební, Katedra kontrukcí, Ludvíka Podéště 1875, 708 00 Otrava - Poruba, tel.: +42 (069) 6991344, 0602 744311, fax +42 (069) 6991358, e-ail: radi.cajka@vb.cz, Kail Burkovič, Ing., ARMING pol. r.o., Ocelářká 6, 703 00 Otrava Vítkovice, tel.: +42 (069) 6617121-4, 0602 744 313, fax +42 (069) 6617120, e-ail: kail.burkovič@aring.cz.
100 Obr.2: Příčný řez vyznačení výškových úrovní haly a něhové návěje Obr.3: Boční pohled na něhovou návěj
101 2. Zatížení něhe podle ČSN Zatížení, návrh noné kontrukce a opláštění [4], [5] byl proveden v ouladu e távajícíi čekýi norai ČSN [1] a [3]. Dotčený objekt haly e nachází ve II. něhové oblati, kde základní tíha něhu činí o = 0,7 kn. Podle távající nory pro zatížení [1] není nutno pro I. a II. něhovou oblat uvažovat e něhovýi návějei a tvarový oučinitel lze pro klon třechy enší než 25 o uvažovat pro celý objekt kontantní hodnotou µ =1,0 Pro lehký třešní plášť tvořený TR pleche, tepelnou izolací a hydroizolační krytinou o hotnoti g n = 0,230 kn. nabývá tvarový oučinitel hodnoty κ =1,2 Výledná norová (charakteritická) hodnota zatížení něhe je pak dána oučine uvedených oučinitelů a základní tíhy něhu n =. µ. κ = 0,7.1,0.1,2 = 0,840 kn. o Při objeové tíze navátého něhu podle [2] γ n = 2,0 kn. 3 je tak teoretická výška něhové pokrývky pro II. něhovou oblat n 0,840 h = = = 0, 420 γ 2,0 n Tato hodnota byla značně překročena téěř na celé třeše, kdy axiální hodnoty doažené v ítě přechodu pultové třechy do obvodového pláště byly naěřeny od 1,8 do 3,6. 3. Skutečné zatížení něhe Vlive nepříznivých povětrnotních podínek a naděrných něhových rážek došlo na přelou roku 2001 a 2002 k vytvoření něhové návěje parabolického tvaru, která ve vé najvyšší čáti doahovala výšky až 3,6. Skutečně naěřené výšky a tvar návěje jou patrné z obr. 1 až 3, kdy v nejnižší ítě byla naěřena výška 3 x 0,6 = 1,8 a v nejvyšší ítě na konci třechy 6 x 0,6 = 3,6 něhové pokrývky. Měření proběhlo vzhlede k nepřítupnoti třechy v celé ploše a nebezpečí dalšího zřícení poocí kobinace ěření etre (čát něhu o výšce 1,8 byla odklizena) a odečtení náobku podélných kazet o výšce 0,6. Títo způobe došlo k poěrně přenéu tanovení kutečné výšky něhové návěje v jinak nepřítupných a nebezpečných čátech třechy.
102 Obr.4: Proloení a deforace trapézového plechu vnitřního pole Obr.5: Proloení a deforace trapézového plechu krajního pole
103 Provozní (norová) hodnota zatížení tak v nejvyšší ítě doáhla hodnoty = h kn n, ax γ n. = 2,0.3,6 = 7,2. Pro porovnání a návrh zeílení noné kontrukce třechy bylo provedeno tanovení zatížení něhe [7] podle ČSN P ENV [2], které uvedenýi hodnotai veli dobře ouhlaí. Uvedená nora patřící do kupiny nore označovaných jako EC 1 požaduje uvažovat návějei pro všechny něhové oblati. 4. Poouzení TR plechu V ráci tatického poouzení [7] a znaleckého poudku [8] bylo provedeno poouzení TR plechu na původní návrhové hodnoty zatížení podle ČSN a kutečně naěřené. Podle dienzačních tabulek [6] byl pro dané rozpětí polí třešního pláště a zatížení něhe podle ČSN [1] využit TR plech na 81,5 % (na traně bezpečné byl plech uvažován jako protý noník, při pojité půobení pře více podpor vychází rezerva v únonoti ještě větší). Při poouzení na kutečně naěřené hodnoty výšky něhu byl oent na ezi únonoti překročen 3,1 krát (uvažovány extréní, návrhové hodnoty zatížení včetně oučinitele polehlivoti zatížení), při uvážení pouze norových, charakteritických hodnot zatížení bez oučinitele zatížení byla únonot překročena 1,9 krát. Protože e přetížený TR plech proloil, avšak zcela nezřítil, byla orientačně provedena i kontrola průhybů. S využití tabulek [6] bylo zjištěno, že pro naěřené zatížení byla překročena podínka použitelnoti 5,5 x (uvažován ezní průhyb L/200). Skutečný průhyb vzniklý na havarované třešní kontrukci však již nebylo ožno ani výpočte ověřit podle lineárně pružné teorie prvního řádu (teorie alých deforací), protože převyšoval podínky její platnoti. Při vyčerpání téěř veškeré ohybové tuhoti zborcení vln TR plechu došlo k výraznéu ebránovéu půobení, kdy e značně přetížený třešní plášť nezřítil jen díky řádnéu ukotvení plechu v podporách do ocelových IPE noníků (obr. 4 a 5). Po odtranění havarované čáti třechy bylo provedeno zeílení kontrukce uvážení návrhových hodnot zatížení něhe podle EC 1 [2]. 5. Závěr V přípěvku je popána havárie a výledky tatického poouzení távajícího třešního pláště objektu ocelové ontované haly Logitika Divišov, který e vlive naděrné něhové pokrývky a návěje zdeforoval a proloil. Z výledků provedeného rozboru zatížení a tatického poouzení vyplynulo, že trapézový plech RAN 153 B pro danou vlatní hotnot, kladbu třechy a něhovou oblat podle ČSN 73 0035 [1] vyhoví pro I. i II. kupinu ezních tavů dle ČSN 73 1401 [3] a nore ní ouviejících. Obdobný způobe byla poouzena únonot trapézového plechu na kutečně půobící zatížení od něhové návěje výšky 3,6, která způobila poškození třešního pláště. Zatížení od takto vytvořené něhové návěje způobilo až 1,9 náobné překročení oentu na ezi únonoti plechu. Náledké přetížení byly vyčerpány téěř veškeré platické rezervy, číž došlo k deforaci a proloení plechu okolo 500. Skutečné průhyby neohly být zěřeny pro nebezpečí zřícení kontrukce a něhovou návěj. Výledke rozboru zatížení a tatického poouzení je zjištění, že pouzovaná třešní kontrukce byla navržena v ouladu platnýi norai ČSN, zejéna ČSN 73 0035 Zatížení tavebních kontrukcí [1]. Tvorba něhových návějí v I. a II. něhové oblati není
104 v uvedené ČSN definováno, neboť za běžných podínek nedochází k tak vyoký hodnotá něhové pokrývky. Ačkoliv v nově zaváděné outavě EC [2] je již nutno návějei počítat pro všechny něhové oblati, je po dobu ouběžné platnoti távajících nore vhodné tyto nepříznivé návrhové ituace zohlednit. Oznáení Tento přípěvek vznikl za podpory výzkuného záěru CEZ J17/98271200005. Literatura [1] ČSN 73 0035 Zatížení tavebních kontrukcí; 1986, a-91. [2] ČSN P ENV 1991-2-3 (73 0035) Záady navrhování a zatížení kontrukcí, čát 2-3: Zatížení kontrukcí Zatížení něhe. Předběžná nora, ČNI Praha, únor 1997. [3] ČSN 73 1401 Navrhování ocelových kontrukcí; 1995. [4] Projektová dokuentace ocelové kontrukce LOGISTICKÉ CENTRUM DIVIŠOV, RANNILA PROJECT WORLDWIDE, Niittytie 33, FIN 01300 Vantaa, Finland, 8/2001. [5] Statické poouzení ocelové kontrukce, LOGISTICKÉ CENTRUM DIVIŠOV - STRUCTURAL CALCULATIONS - STEEL STRUCTURES, Rannila Rautaruukki grup, Ranila Velvary, 273 24 Velvary 420. [6] Statické dienzační tabulky Rannila, Rautaruukki group, Rannila Košice.r.o., Hroncova 1, Košice. [7] AR-0202OK-00 Statické poouzení noné ocelové kontrukce přítřešku haly LOGISTIKA DIVIŠOV, ARMING pol. r.o., Otrava, leden 2002. [8] Čajka,R.: ZP-0202-057 Příčiny havárie třešní kontrukce haly Logitického centra v Divišově u Prahy. Znalecký poudek, Otrava, 01/2002.