- Stahuj zápisky z přednášek a ostatní studijní materiály
- Zapisuj si jen kvalitní vyučující (obsáhlá databáze referencí)
- Nastav si své předměty a buď stále v obraze
- Zapoj se svojí aktivitou do soutěže o ceny
- Založ si svůj profil, aby tě tví spolužáci mohli najít
- Najdi své přátele podle místa kde bydlíš nebo školy kterou studuješ
- Diskutuj ve skupinách o tématech, které tě zajímají
Studijní materiály
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiálVYSOKÉ UENĂŤ TECHNICKÉ V BRN
FAKULTA STAVEBNĂŤ
DOC. ING. BOHUMIL STRAKA, CSc.
ING. KAREL SĂťKORA
DEVNÉ KONSTRUKCE
MODUL BO03 – M02
PRVKY DEVNĂťCH KONSTRUKCĂŤ
STUDIJNĂŤ OPORY
PRO STUDIJNĂŤ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA
Jazyková korektura nebyla provedena, za jazykovou stránku odpovĂdá autor.
© Doc. Ing. Bohumil Straka, CSc, Ing. Karel Sýkora.
Obsah
OBSAH
1 Ăšvod ...............................................................................................................4
1.1 CĂle ........................................................................................................4
1.2 Požadované znalosti..............................................................................4
1.3 Doba potebná ke studiu........................................................................4
1.4 KlĂová slova.........................................................................................4
2 Zásady posuzovánà devných prvk .........................................................5
2.1 MeznĂ stavy pouĹľitelnosti .....................................................................5
2.1.1 Prokluz spoj ..........................................................................7
2.1.2 MeznĂ hodnoty prhybu..........................................................8
2.2 MeznĂ stavy Ăşnosnosti...........................................................................9
2.2.1 Prvky namáhané tahem.........................................................12
2.2.2 Prvky namáhané prostým tlakem..........................................13
2.2.3 Pruty celistvého prezu namáhané na vzpr........................14
2.2.4 Prvky namáhané ohybem......................................................16
2.2.5 Prvky namáhané smykem .....................................................16
2.2.6 Prvky namáhanĂ© kroucenĂm..................................................18
2.2.7 Prvky namáhané osovým tahem a šikmým ohybem.............18
2.2.8 Prvky namáhané osovým tlakem a šikmým ohybem............19
2.2.9 KlopenĂ nosnĂk namáhanĂ˝ch ohybem.................................19
2.2.10 NosnĂky promnnĂ©ho prezu a zakivenĂ© nosnĂky..............22
2.2.11 DĂlce a prvky devnĂ˝ch konstrukcĂ .....................................26
2.2.12 Ztužidla a výztužné prvky.....................................................30
3 PĂklady .......................................................................................................33
3.1 Centricky tažený celistvý prut - diagonála (tah || s vlákny) ................33
3.2 Centricky tažený prut – dolnà pás (tah || s vlákny)..............................36
3.3 Kolmé openà sloupk, stojek, žeber stnových panel apod. na
prahový trám, vazný trám, dolnà i hornà pás......................................38
3.4 Vzpr celistvého prutu ........................................................................40
3.5 TlaenĂ˝ lennĂ˝ prut s prbĹľnou vloĹľkou.........................................42
3.6 TlaenĂ˝ lennĂ˝ prut s prbĹľnĂ˝mi pĂloĹľkami..................................48
3.7 Ohyb a smyk za ohybu........................................................................52
3.8 LepenĂ˝ sedlovĂ˝ nosnĂk (vaznĂk) – rovinná Ăşloha ...............................53
4 Kontrolnà otázky.........................................................................................64
5 Literatura ....................................................................................................65
Devné konstrukce
1 Ăšvod
Devo je jednĂm z prvnĂch stavebnĂch materiál, kterĂ© lovk pouĹľĂval uĹľ
v nejstaršĂch dobách. DevnĂ© konstrukce se v souasnĂ© dob uplatujĂ zejmĂ©-
na jako konstrukce zastešenĂ bytovĂ˝ch, administrativnĂch i vĂ˝robnĂch budov,
pĂpadn i cĂrkevnĂch objekt. Oblast tradinĂho vyuĹľitĂ devnĂ˝ch konstrukcĂ
pedstavujà halové objekty, zejména pro zemdlské úely, sportovnà a rekre-
anĂ objekty.
1.1 CĂle
CĂlem tohoto modulu je :
• Popsat zásady posuzovánà devných prvk
• Vysvtlit rozdĂl mezi charakteristickĂ˝mi a návrhovĂ˝mi pevnostmi deva
• Naznait postu pi posuzovánĂ meznĂch stav Ăşnosnosti a pouĹľitelnosti
• Uvést podklady pro výpoet devných prvk
• Na ĂselnĂ˝ch pĂkladech dokumentovat postup pi posuzovánĂ devnĂ˝ch
prvk
1.2 Požadované znalosti
Ke zvládnutĂ a pochopenĂ následujĂcĂho uiva jsou teba znalosti stavebnĂ
mechaniky a pružnosti a pevnosti, mechanických vlastnostà materiál,
pouĹľĂvanĂ˝ch na stavebnĂ konstrukce. Pedpokládá se prostorová pedstavivost.
1.3 Doba potebná ke studiu
Celková optimálnà doba pro studium je velmi individuálnà a závisà zejména na
intenzĂvnosti studia a soustednosti tenáe na obsah textu.
Celková doba pro prostudovánà modulu tedy inà cca 9 až 12 hodin, pokud bude-
te procházet i pĂklady, pak se doba prodloužà o ti aĹľ pt hodin.
1.4 KlĂová slova
Meznà stav únosnosti, meznà stav použitelnosti, charakteristické pevnosti,
návrhové pevnosti, modifikanà souinitel, okamžitá deformace, konená
deformace, dotvarovánĂ, prokluz spoj, prvky namáhanĂ© rovnobĹľn s vlákny a
kolmo na vlákna, prostĂ˝ tlak, vzpr prut celistvĂ˝ch a lennĂ˝ch, štĂhlost prut,
ohyb nosnĂk, smyk, kroucenĂ, šikmĂ˝ ohyb, klopenĂ nosnĂk, zakivenĂ©
nosnĂky, tenkostnnĂ© lepenĂ© nosnĂky, ztuĹľidla.
Zásady posuzovánà devných prvk
2 Zásady posuzovánà devných prvk
DevnĂ© konstrukce i jednotlivĂ© nosnĂ© prvky musĂ vyhovovat meznĂm stavm
Ăşnosnosti i meznĂm stavm pouĹľitelnosti. PosouzenĂ konstrukcĂ z hlediska
meznĂch stav se obvykle provádĂ teoretickĂ˝m vĂ˝potem ovovánĂm pĂsluš-
nĂ˝ch podmĂnek spolehlivosti (kterĂ© se pak vztahujĂ ke konkrĂ©tnĂm meznĂm
stavm - podmĂnky pro posouzenĂ pevnosti, stability, deformace a pod.).
Pi posuzovánĂ meznĂch stav Ăşnosnosti se vĹľdy porovnávajĂ návrhovĂ© Ăşinky
zatĂĹľenĂ, stanovenĂ© pro rozhodujĂcĂ kombinace zatĂĹľenĂ s návrhovĂ˝mi hodno-
tami pevnosti materiálu nebo s hodnotami návrhové únosnosti prvk.
NávrhovĂ© Ăşinky zatĂĹľenĂ se vyjadujĂ v hodnotách návrhovĂ˝ch naptĂ (nap.
st,0,d , sc,0,d , sm,d , td , ttor,d a pod.) nebo v hodnotách návrhových sil a
moment (v hodnotách pĂslušnĂ˝ch návrhovĂ˝ch ĂşnosnostĂ; nap. pi posuzo-
vánà spoj; Ft,d , Fc,d , Vd , My,d a pod.).
Návrhové hodnoty pevnosti (návrhové pevnosti) se stanovujà z charakteristic-
kých hodnot pevnosti na základ obecného vztahu fd = kmod fk / g M kde kmod
je modifikanĂ souinitel zohledujĂcĂ Ăşinek dĂ©lky trvánĂ zatĂĹľenĂ; fk charak-
teristická hodnota pevnosti a g M je dĂlĂ souinitel bezpenosti pro vlastnosti
materiálu podle NAD. Piazenà návrhové pevnosti k vyšetovanému zpsobu
namáhánà je vystiženo znaky v indexu u základnà znaky (nap. ft,0,d , ft,90,d ,
fc,0,d , fc,90,d , fm,d , fm,y,d , fm,z,d , fv,d a pod.).
NávrhovĂ© Ăşnosnosti Rd spojovacĂch prostedk kolĂkovĂ©ho typu se stanovujĂ
z odpovĂdajĂcĂch návrhovĂ˝ch hodnot pevnosti materiálu v otlaenĂ fh,d a návr-
hových hodnot moment kluzu My,d na základ vztah uvedených v SN
EN.
2.1 MeznĂ stavy pouĹľitelnosti
Pi posuzovánĂ meznĂch stav pouĹľitelnosti se prokazuje, Ĺľe deformace kon-
strukce zpsobenĂ© Ăşinky zatĂĹľenĂ (Ăşinky osovĂ˝ch a smykovĂ˝ch sil, ohybo-
vĂ˝ch moment a prokluzy spoj) a Ăşinky vlhkosti a dlouhodobosti zatĂĹľenĂ
nepekroĂ pĂslušnĂ© meze.
Kombinace zatĂĹľenĂ pro meznĂ stavy pouĹľitelnosti se uvaĹľujĂ podle vztahu
,1 1, ,
1
kj k i k i
i
G Q Qy
>
+ +
význam oznaenà je:
Gk,j charakteristickĂ© hodnoty stálĂ˝ch zatĂĹľenĂ
Qk,1 charakteristická hodnota jednoho z nahodilĂ˝ch zatĂĹľenĂ
Qk,i charakteristická hodnota ostatnĂch nahodilĂ˝ch zatĂĹľenĂ
1,iy odpovĂdajĂcĂ souinitelĂ©
Devné konstrukce
OkamĹľitá deformace uinst od vlivu zatĂĹľenĂ se stanovuje pro stednĂ hodnotu
pĂslušnĂ˝ch modul pruĹľnosti (Emean , Gmean) a okamĹľitĂ˝ modul prokluzu
pro meznà stav použitelnosti Kser urený zkouškami podle metody pro uro-
vánà Kser uvedené v SN EN 26891.
Konená deformace ufin od vlivu zatĂĹľenĂ se uruje ze vztahu
ufin = uinst ( 1 + kdef ) ,
kde kdef je souinitel, který zohleduje zvtšenà deformace v ase následkem
kombinovaného úinku dotvarovánà materiálu a vlhkosti podle tab.2.1.
Tab. 2.1: Hodnoty souinitele kdef pro devo, materiály na bázi deva a spoje
Zásady posuzovánà devných prvk
JestliĹľe se kombinace zatĂĹľenĂ skládá ze zatĂĹľenĂ patĂcĂch do rznĂ˝ch tĂd trvá-
nĂ zatĂĹľenĂ, má se pĂspvek kaĹľdĂ©ho zatĂĹľenĂ do celkovĂ©ho prhybu vypoĂtat
oddlen pi pouĹľitĂ pĂslušnĂ˝ch hodnot kdef .
Konená deformace prvku složeného z materiál, které majà odlišné vlastnosti
dotvarovánĂ se má vypoĂtat uĹľitĂm modifikovanĂ˝ch modul pruĹľnosti, kterĂ© se
urĂ tak, Ĺľe hodnoty okamĹľitĂ˝ch modul kaĹľdĂ©ho prvku podlĂme pĂslušnou
hodnotou (1 + kdef).
Pro devotĂskovĂ© desky podle SN 49 2614 se doporuuje pouĹľĂt hodnoty kdef
pro tĂskovĂ© desky podle prEN 312-4 a -5.
Pro vláknitĂ© desky podle SN 49 2612 se doporuuje pouĹľĂt hodnoty kdef pro
vláknité desky podle prEN 622-3.
2.1.1 Prokluz spoj
Pro spoje provedenĂ© pomocĂ spojovacĂch prostedk kolĂkovĂ©ho typu se uruje
okamĹľitĂ˝ modul prokluzu Kser na rovinu stihu spojovacĂho prostedku pi
provoznĂm zatĂĹľenĂ podle tab.15, kde charakteristická hodnota hustoty rk je
vyjádena v [kg/m3] a prmr d kolĂkovĂ©ho prvku (hebĂku, svornĂku, vrutu)
v [mm].
Tab.2.2: Hodnoty modulu prokluzu Kser pro spojovacĂ prvky kolĂkovĂ©ho typu
[N/mm]
Typ spojovacĂho prostedku
devo - devo
deska - devo
ocel - devo
KolĂky
Vruty
HebĂky s pedvrtánĂm
rk1,5 d/ 20
HebĂky bez pedvrtánĂ rk1,5 d 0,8/ 25
Sponky rk1,5 d 0,8/ 60
JestliĹľe jsou charakteristickĂ© hustoty dvou spojovanĂ˝ch prvk rozdĂlnĂ© (rk, 1 a
rk, 2), potom se hustota rk ve shora uvedenĂ˝ch vzorcĂch uvaĹľuje podle vztahu
Konený prokluz spoje ufin je dán vztahem ufin = uinst ( 1 + kdef ).
Devné konstrukce
Konená deformace spoje provedeného z prvk s rznými vlastnostmi dotva-
rovánĂ (kdef, 1 , kdef, 2) se má vypoĂtat podle vztahu
Pro svornĂkovĂ© spoje se okamĹľitĂ˝ prokluz uinst od provoznĂho zatĂĹľenĂ F
uvaĹľuje
uinst = 1 mm + F / Kser , modul prokluzu Kser pro kolĂky
(tab.2.2).
KonenĂ˝ prokluz svornĂkovĂ©ho spoje ufin je dán vztahem
ufin = 1 mm + uinst (1 + kdef ) , kde uinst je okamĹľitĂ˝ prokluz ko-
lĂku.
2.1.2 MeznĂ hodnoty prhybu
Prhyb nosnĂkovĂ©ho prvku vztaĹľenĂ˝ k pĂmce spojujĂcĂ podpory unet
(obr.2.1) se urĂ ze vztahu
unet = u1 + u2 - u0 ,
ve kterĂ©m znaĂ
u0 nadvýšenà (pokud je provádno),
u1 prhyb od stálĂ©ho zatĂĹľenĂ,
u2 prhyb od nahodilĂ©ho zatĂĹľenĂ
hodnoty prhyb se vypoĂtávajĂ pro nejnepĂznivjšà kombinaci zatĂĹľenĂ.
Obr.2.1: SloĹľky prhybu nosnĂku
Pokud zvláštnĂ podmĂnky nestanovĂ jinak, doporuuje se posouzenĂ
prhybu:
- v pĂpadech, kdy je vhodnĂ© omezit okamĹľitĂ© prhyby u 2,inst od
nahodilĂ©ho zatĂĹľenĂ
u 2,inst ÂŁ l / 300 , (pro konzolu u 2,inst ÂŁ l / 150) ,
Zásady posuzovánà devných prvk
kde l je rozptĂ nosnĂku nebo dĂ©lka konzoly; hodnota okamĹľitĂ©ho
prhybu se uruje pro stednĂ hodnotu modul pruĹľnosti Emean , popĂpad i
Gmean , pokud je nutno uvažovat také vliv smyku na velikost deformace;
- v pĂpadech, kdy je vhodnĂ© omezit konenĂ˝ prhyb ufin , doporuujĂ se
následujĂcĂ podmĂnky (pokud nejsou stanoveny jinĂ© poĹľadavky)
u 2,fin ÂŁ l / 200 (pro konzolu u 2,fin ÂŁ l / 100) ,
u net,fin ÂŁ l / 200 (pro konzolu u net,fin ÂŁ l / 100).
PĂhradovĂ© nosnĂky:
Pro pĂhradovĂ© nosnĂky platĂ meznĂ hodnoty prhybu (viz výše uvedenĂ© pod-
mĂnky) jak pro celĂ© rozptĂ pĂhradovĂ©ho nosnĂku, tak i pro prhyby jednotli-
vĂ˝ch prut mezi stynĂky.
2.2 MeznĂ stavy Ăşnosnosti
V tomto oddĂlu jsou uvedeny základnĂ vztahy pro navrhovánĂ a posuzovánĂ
prvk z rostlého deva nebo z lepeného lamelového deva.
Postupn jsou probrány základnĂ zpsoby namáhánĂ, kterĂ© se vyskytujĂ pi p-
sobenĂ devnĂ˝ch prvk v konstrukcĂch.
V SN ENV 1995-1-1 jsou uvedeny pĂslušnĂ© podmĂnky pro ovenĂ mez-
nĂch stav Ăşnosnosti. Návrhová naptĂ, která se v tchto podmĂnkách vyskytujĂ
(pĂpadn vnitnĂ sĂly a momenty), se stanovujĂ na základ obvyklĂ˝ch metod
stavebnà mechaniky a teorie pružnosti, obvykle na základ pedpokladu o line-
árnĂm vztahu mezi naptĂm a pomrnĂ˝m petvoenĂm. Pro prvky namáhanĂ©
souasn tlakem a ohybem je moĹľnĂ© pouĹľĂt nelineárnĂho vztahu (pruĹľn - plas-
tického).
Tab. 2.3: DĂlĂ souinitelĂ© zatĂĹľenĂ podle NAD
Devné konstrukce
Tab. 2.4: Hodnoty souinitel yi pro pozemnĂ stavby podle NAD
Tab.2.5: NávrhovĂ© hodnoty zatĂĹľenĂ pro pouĹľitĂ v kombinacĂch zatĂĹľenĂ
NávrhovĂ© hodnoty zatĂĹľenĂ uvedenĂ© v tab. 2.5 se musĂ kombinovat podle ná-
sledujĂcĂch pravidel (v symbolickĂ©m vyjádenĂ):
- Trvalé a doasné návrhové situace ( základnà kombinace )
-Mimoádné návrhové situace
kde znaky jsou definovány následovn:
,k jG charakteristickĂ© hodnoty stálĂ˝ch zatĂĹľenĂ
,k iQ charakteristická hodnota jednoho z nahodilĂ˝ch zatĂĹľenĂ (dominantnĂho)
,1kQ charakteristická hodnota ostatnĂch nahodilĂ˝ch zatĂĹľenĂ (nedominantnĂch)
dA návrhová hodnota (pedepsaná hodnota) mimoádnĂ©ho zatĂĹľenĂ
Zásady posuzovánà devných prvk
Gjg dĂlĂ souinitel bezpenosti stálĂ˝ch zatĂĹľenĂ
, ,G A jg ..jako Gjg , ale pro mimoádné návrhové situace
,Q ig dĂlĂ souinitelĂ© bezpenosti pro nahodilá zatĂĹľenĂ
0 1 2, ,y y y souinitelé podle tab. 2.4
ZjednodušenĂ© kombinace pro konstrukce pozemnĂch staveb:
- uvaĹľuje-li se v kombinaci pouze jedno nejnepĂznivjšà nahodilĂ© zatĂĹľenĂ
(NAD)
- uvaĹľujĂ-li se v kombinaci všechna nepĂznivá nahodilá zatĂĹľenĂ (podle NAD)
rozhoduje vztah, který dává vtšà hodnotu.
Do uvedenĂ˝ch vztah pro kombinace zatĂĹľenĂ se musĂ zavádt ta stálá zatĂĹľenĂ,
která zvtšujĂ Ăşinek nahodilĂ˝ch zatĂĹľenĂ (majĂ nepĂznivĂ© Ăşinky) hornĂmi
návrhovĂ˝mi hodnotami ,sup( 1,2)G Gg g= = , naopak stálá zatĂĹľenĂ, která zmenšu-
jĂ Ăşinek nahodilĂ˝ch zatĂĹľenĂ (majĂ v kombinaci s nahodilĂ˝mi zatĂĹľenĂmi pĂz-
nivĂ© Ăşinky) dolnĂmi návrhovĂ˝mi hodnotami ,inf( 0,9)Gg = .
V rámci posouzenà je nutno ovit, že nenà pekroen žádný z možných
meznĂch stav. MusĂ se uvaĹľovat všechny reálnĂ© návrhovĂ© situace a zatĹľovacĂ
stavy. Je nutno uvažovat všechny možné odchylky od pedpokládaných smr
nebo umĂstnĂ na konstrukci. VĂ˝poty je nutno provádt s pouĹľitĂm vhodnĂ˝ch a
výstižných výpotových model.
Pi vĂ˝potu podle meznĂho stavu celkovĂ˝ch pemĂstnĂ nebo petvoenĂ
konstrukce se musĂ ovit, Ĺľe
kde ,d dstE a ,d stbE jsou návrhovĂ© Ăşinky destabilizujĂcĂch, resp. stabilizujĂcĂch
zatĂĹľenĂ.
Pi posuzovánĂ meznĂho stavu porušenĂ nebo nadmrnĂ©ho petvoenĂ prezu,
prvku nebo spoje se musĂ ovit,Ĺľe
Vloženo: 13.02.2012
Velikost: 1,49 MB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Copyright 2024 unium.cz