- 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
Hromadně přidat materiály
opory-modul 2
BO01 - Konstrukce a dopravní stavby
Hodnocení materiálu:
Vyučující: doc. Ing. Marcela Karmazínová CSc.
Zjednodušená ukázka:
Stáhnout celý tento materiálVYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V BRNĚ
FAKULTA STAVEBNÍ
ING. MARCELA KARMAZÍNOVÁ, CSc.
ING. KAREL SÝKORA
ING. MILAN ŠMAK, Ph.D.
KONSTRUKCE
A DOPRAVNÍ STAVBY
MODUL BO01-MO2
KONSTRUKCE – ZÁKLADNÍ TYPY KONSTRUKCÍ
KONSTRUKČNÍ ŘEŠENÍ STAVEB, MOSTY
STUDIJNÍ OPORY
PRO STUDIJNÍ PROGRAMY S KOMBINOVANOU FORMOU STUDIA
konstrukce – základní typy konstrukcí, konstrukční řešení staveb, mosty
- 2 (42) -
Jazyková korektura nebyla provedena, za jazykovou stránku odpovídá autor.
© Ing. Karel Sýkora, Ing. Milan Šmak, Ph.D. (kap. 2),
Ing. Marcela Karmazínová, CSc. (kap. 3).
Obsah
- 3 (42) -
OBSAH
1 Úvod...............................................................................................................5
1.1 Cíle........................................................................................................5
1.2 Požadované znalosti..............................................................................5
1.3 Doba potřebná ke studiu .......................................................................6
1.4 Klíčová slova.........................................................................................6
2 Základní typy konstrukcí pozemních a inženýrských staveb,
konstrukční řešení staveb............................................................................7
2.1 Úvod......................................................................................................7
2.2 Pozemní stavby a konstrukce................................................................7
2.2.1 Halové objekty........................................................................7
2.2.1.1 Rošty.......................................................................................9
2.2.1.2 Příhradové desky...................................................................10
2.2.1.3 Lomenice...............................................................................10
2.2.1.4 Válcové klenby.....................................................................12
2.2.1.5 Kopule...................................................................................13
2.2.1.6 Skořepiny..............................................................................14
2.2.1.7 Visuté střechy .......................................................................17
2.2.1.8 Pneumatické konstrukce.......................................................17
2.2.2 Vícepodlažní budovy............................................................19
2.3 Inženýrské stavby a konstrukce ..........................................................21
2.3.1 Podzemní stavby a konstrukce..............................................21
2.3.2 Vodní stavby a konstrukce....................................................23
2.3.3 Technologické konstrukce....................................................23
2.3.4 Věže, stožáry, komíny...........................................................24
2.3.5 Speciální konstrukce.............................................................25
2.4 Kontrolní otázky .................................................................................25
3. Mosty – základní typy a uspořádání.........................................................26
3.1 Vývoj mostního stavitelství ................................................................26
3.2 Základní pojmy...................................................................................27
3.2.1 Hlavní části mostu.................................................................27
3.2.2 Mostní názvosloví.................................................................27
3.2.3 Druhy mostů..........................................................................28
3.2.4 Typy mostů...........................................................................29
3.3 Mosty deskové....................................................................................30
3.3.1 Základní typy a základní parametry deskových mostů.........30
3.4 Mosty trámové ....................................................................................31
3.4.1 Základní typy, výhody a nevýhody trámových mostů..........31
Dřevěné trámové mosty......................................................................32
3.4.2 Základní parametry trámových mostů..................................32
3.5 Mosty obloukové.................................................................................33
Základní typy, výhody a nevýhody obloukových mostů....................33
3.5.2 Základní parametry obloukových mostů ..............................34
Konstrukce – základní typy konstrukcí, konstrukční řešení staveb, mosty
- 4 (42) -
3.6 Mosty rámové..................................................................................... 35
Základní typy, výhody a nevýhody, základní parametry ................... 35
3.7 Mosty visuté a zavěšené..................................................................... 36
4. Závěr...........................................................................................................41
5. Studijní prameny.......................................................................................42
5.1 Použitá literatura................................................................................. 42
5.2 Doplňková studijní literatura.............................................................. 42
5.3 Odkazy na další studijní zdroje a prameny......................................... 42
Úvod
- 5 (42) -
1 Úvod
1.1 Cíle
Cílem tohoto modulu je získat přehled o základních typech konstrukcí
pozemních, inženýrských a mostních staveb (s ohledem na nejčastěji používané
stavební materiály, tj. beton, ocel, dřevo, hliník, sklo, plastické hmoty, textilie
a zdící materiály), jejich konstrukčním řešení a použití.
Kapilola „Základní typy konstrukcí pozemních a inženýrských staveb,
konstrukční řešení staveb“ prezentuje základní přehled celého širokého spektra
stavebních konstrukcí, jež se navrhují a používají pro nejrozmanitější účely.
Přehled typů konstrukcí staveb je pojat obecněji, u nejčastěji frekventovaných
staveb pozemních jsou rozvedeny možnosti jejich konstrukčního řešení, a to
s přihlédnutím k nejběžněji používaným druhům materiálů. Nastudováním této
části čtenář-student získá základní představu o problematice použití stavebních
konstrukcí.
Kapitola „Mosty“ si rozhodně neklade za cíl podrobně rozebrat problematiku
mostních konstrukcí, neboť na to není ani čas ani potřebný rozsah a konec
konců k tomu účelu budou sloužit později zcela jiné předměty naprosto odlišně
koncipované. Naším cílem je seznámení se se základními druhy a typy mostů
z hlediska materiálu, funkce (účelu), druhu překračované překážky, počtu polí,
statického působení a statické určitosti, polohy mostovky atd. V žádném
případě se od čtenářů tohoto textu neočekává, že po jeho prostudování budou
schopni navrhnout mostní konstrukci. Měli by však získat určitý přehled o
základních druzích a typech mostů obecně a o vhodnosti jejich použití
s ohledem na počet a velikost přemosťovaných otvorů a použitý materiál nosné
konstrukce včetně nezbytné technické terminologie.
1.2 Požadované znalosti
Ke zvládnutí a pochopení následujícího učiva není třeba žádných speciálních
znalostí, ovšem určitě se vyplatí, jestliže jste ihned po zkoušce nezapomněli
vše ze základů stavební mechaniky. Zřejmě není k zahození, orientujete-li se
aspoň zhruba v základech pružnosti a pevnosti, která probíhá současně
s tímto kursem, a zcela jistě se neobejdete bez poznatků o typických
vlastnostech běžných stavebních materiálů, které jste mohli v obšírnější a
zevrubnější podobě získat v kursu stavebních látek, anebo jednodušeji sice
v redukovaném, ale pro tyto účely naprosto postačujícím rozsahu, v kapitole
„Materiály“ tohoto studijního textu. Student by tedy měl mít znalosti
základních fyzikálních a mechanických vlastností materiálů, používaných na
stavební konstrukce a rovněž se předpokládá jeho prostorová představivost.
Konstrukce – základní typy konstrukcí, konstrukční řešení staveb, mosty
- 6 (42) -
1.3 Doba potřebná ke studiu
Celková optimální doba pro studium je velmi individuální a závisí zejména na
intenzívnosti studia a soustředěnosti čtenáře na obsah textu. U kapitoly 2 studi-
um zabere 4 až 6 hodin, a to včetně zopakování základních pojmů. Prostudová-
ní kapitoly 3 se může pohybovat mezi 2 až 3 hodinami.
Celková doba pro prostudování modulu tedy činí cca 6 až 9 hodin, pokud budete
procházet i příklady, pak se doba prodlouží o jednu až dvě hodiny.
1.4 Klíčová slova
Kapitola 2:
Pozemní stavby, inženýrské konstrukce, konstrukce staveb, konstrukční
systém, nosné konstrukce, nenosné konstrukce, svislé konstrukce, vodorovné
konstrukce, halový objekt, vícepodlažní budova, loď,vazník, rám, oblouk, rošt,
příhradová deska, lomenice, klenba, kopule, skořepina, visutá střecha,
pneumatická konstrukce, stěnový systém, skeletový systém, kombinovaný
systém, bezprůvlakový systém, podzemní stavby, vodní stavby, technologické
konstrukce, věže, stožáry, komíny, základová patka, základový pas, základový
rošt, základová deska, pilota, mikropilota, štola, tunel, šachta, hladinový
uzávěr.
Kapitola 3:
Spodní stavba – podpěry, opěry, mostní křídla, základy; vrchní stavba – mostní
svršek, nosná konstrukce mostu (hlavní nosná konstrukce, mostovka, ztužidla,
ložiska); mostní vybavení (mostní závěry, chodníky, zábradlí); průjezdní
průřez, dopravní prostor; mostní otvor, mostní pole; zatížení mostů; mosty
trámové, obloukové, rámové, visuté, zavěšené; mosty kamenné, betonové,
kovové, dřevěné, zděné.
Základní typy konstrukcí pozemních a inženýrských staveb, konstrukční řešení staveb
- 7 (42) -
2 Základní typy konstrukcí pozemních a inže-
nýrských staveb, konstrukční řešení staveb
2.1 Úvod
Stavby lze obecně rozdělit z mnoha hledisek. Podle jejich účelu a využití je
možné stavby rozčlenit na:
• Pozemní stavby a konstrukce
• Inženýrské konstrukce
• Mosty a lávky
2.2 Pozemní stavby a konstrukce
Pozemní stavby a konstrukce se využívají k mnoha rozmanitým účelům. Slouží
pro bydlení, obchodní, administrativní, výrobní, opravárenskou a zemědělskou
činnost, rovněž se využívají pro skladování materiálů, výrobků, atd.
Každá z těchto staveb je tvořena konstrukcí nosnou a nenosnou. Mezi nosné
patří:
• svislé konstrukce (stěny, sloupy, pilíře)
• vodorovné konstrukce (střechy, stropy)
• šikmé (schodiště, oblouky)
Nosné konstrukce plní ve stavbě rozhodující funkci, neboť zajišťují přenos
veškerých zatěžovacích účinků, které působí na stavbu (např. klimatické –
sníh, vítr, vlastní tíha stavby, zatížení provozní, od předpětí, tlaku zeminy, po-
klesu podpor, zatížení teplotou atd.). Nenosné konstrukce plní pouze doplňko-
vou funkci ke konstrukcím nosným (příčky, výplňové zdivo, okenní a dveřní
výplně, obklady, podhledy, podlahy, zateplení aj.). Dále se budeme zabývat
pouze konstrukcemi nosnými.
Konstrukce pozemních staveb můžeme pro názornost rozčlenit do 2 skupin, a
to na halové objekty a vícepodlažní budovy.
2.2.1 Halové objekty
Halové objekty jsou budovy nejčastěji o jednom nadzemním podlaží (ale mo-
hou mít na části půdorysu vestavěná podlaží). Jsou používané pro různé výrob-
ní a skladovací účely, jako sportovní a výstavní objekty, zkušebny, laboratoře,
prodejny a jiné. Navrhují se jako jedno či vícelodní s různým uspořádáním jed-
notlivých polí (Obr. 2.1).
Svislé konstrukce těchto staveb mohou být zděné (stěny, pilíře), železobetono-
vé, ocelové, popřípadě dřevěné (sloupy). Zastřešení lze provést pomocí rovin-
ných prvků - vazníků, rámů a oblouků (dvojkloubových, trojkloubových nebo
vetknutých), jako prostorovou konstrukci – rošty, desky, lomenice, skořepiny,
Konstrukce – základní typy konstrukcí, konstrukční řešení staveb, mosty
- 8 (42) -
kopule, válcové kleny, případně kombinací výše uvedených rovinných a pro-
storových elementů.
I. I.
II.
L
6
x B
L1 L2
6
x B
2
AA A A
ØEZ A-A ØEZ A-A
Jednolodní hala Dvoulodní hala
Obr. 2.1 – Dispoziční uspořádání halových objektů
Tradiční konstrukční skladba nosného systému hal bývá obdobná pro různé
materiálové alternativy (haly ocelové, betonové a dřevěné a je tvořena systé-
mem prutových prvků (Obr. 2.2).
Obr. 2.2 - Konstrukční skladba nosného systému jednolodní ocelové haly
s jeřábovou drahou
Hlavní části nosné konstrukce haly (viz Obr. 2.2):
1, 4 –vaznice
2, 3 – podélná svislá střešní ztužidla
5 – příhradový vazník
6 – pásový prut příčného větrového ztužidla
7 – příčné (větrové) střešní ztužidlo
Základní typy konstrukcí pozemních a inženýrských staveb, konstrukční řešení staveb
- 9 (42) -
8 – podélné ztužidlo v rovině střechy (okapové)
9 – hlavní nosník jeřábové dráhy
10 – vodorovný výztužný nosník jeřábové dráhy
11 – hlavní nosný sloup
12 – nosné kotvení hlavních sloupů
13 – mezisloupy podélné stěny
14 – nosné kotvení mezisloupů v podélné stěně
15 – paždíčky podélné stěny
16 – stěnové ztužidlo v podélné stěně
17 – brzdný portál (ztužidlo) pod svislým nosníkem jeřábové dráhy
18 – mezisloupy čelní stěny
19 – nosné kotvení mezisloupí v čelní stěně
20 – paždíčky čelní stěny
21 – ztužidlo čelní stěny
22 – rohové sloupy čelní stěny
23 – vodorovný výztužný nosník čelní stěny
24 - vzpěry vodorovného výztužného nosníku čelní stěny
Velkorozponové střešní desky umožňují zjednodušení nosné konstrukce hal.
(Obr.2.3).
Obr. 2.3 – Bezvaznicová montovaná železobetonová hala
2.2.1.1 Rošty
Rošty se vytvářejí vzájemným křížením nosníků. Pro zastřešení velkých rozpětí
se zpravidla používají rošty vytvořené z příhradových nosníků. (Obr. 2.4).
Konstrukce – základní typy konstrukcí, konstrukční řešení staveb, mosty
Obr. 2.4 – Uspořádání roštů: a) pravoúhlý rošt, b) pravoúhlý diagonální rošt
c) kosoúhlý rošt
2.2.1.2 Příhradové desky
Příhradové desky tvoří rovinnou formu příhradových prutových konstrukcí.
Jsou to dvouvrstvé (příp. vícevrstvé) soustavy, u nichž styčníky jednotlivých
vrstev neleží nad sebou a jsou propojeny v šikmých rovinách diagonálami. Nej-
rozšířenější jsou dvousměrné pravoúhlé desky (Obr. 2.5).
Obr. 2.5 – Uspořádání prutů příhradových desek (plně pruty horní vrstvy, čár-
kovaně pruty dolní vrstvy, slabě plně diagonály)
Jednu z vrstev příhradové desky je možno navrhnout redukovanou.
Příhradové desky jsou vhodné pro půdorysy s málo odlišným příčným a podél-
ným rozměrem. První velkou stavbou se zastřešením příhradovou deskou v ČR
byla střecha zimního stadionu v Brně (Obr. 2.6).
2.2.1.3 Lomenice
Lomenice označuje zalomený prvek staticky působící jako soustava desek.
Lomenicová plošná konstrukce je trojrozměrná nosná soustava, složená
z prostorově uspořádaných tenkých deskových prvků pravoúhlých, lichoběžní-
kových nebo trojúhelníkových (Obr. 2.7). Lomenice mohou být provedeny ze
železobetonu, kovů nebo plastů. Architektonicky jsou velmi působivé. Lome-
nicový podhled se využívá pro zlepšení prostorové akustiky divadelních, kon-
a přednáškových sálů. Běžná rozpětí jsou 20 m, výjimečně až 30m.
a) b) c)
certních
- 10 (42) -
do
Základní typy konstrukcí pozemních a inženýrských staveb, konstrukční řešení staveb
Využívají se pro zastřešení kulturních sálů, výstavních pavilonů, tělocvičen,
průmyslových hal, restaurací i jiných budov.
Obr. 2.6 – Zimní stadion Brno (1963)
Obr.
příklad
akrylátov
s
- 11 (42) -
2.7 – Lomenice: a) příklady průřezů, b) podpory
y tvarů lomenicových střech
a)
c)
vodo
nos
vodo
nos
é
větlíky
lomenicové střechy,
b)
rovný
ník
rovný
ník
lo
příčel
c)
plný
čelní
nosník
mená
Konstrukce – základní typy konstrukcí, konstrukční řešení staveb, mosty
- 12 (42) -
Lomenice lze úspěšně aplikovat nejen pro pravoúhlé půdorysy, ale i pro půdo-
rysné tvary segmentové a nepravidelné. Lomenicový průřez mohou mít i nosné
stěny budov, jež ve spojení se střešní lomenicí tvoří rámové konstrukce, pou-
žitelné pro velká rozpětí. Tvarová rozmanitost je značná, jak je patrné z Obr.
2.7.
2.2.1.4 Válcové klenby
Obdélníkový půdorys objektu lze zakrýt střechou s nosnou konstrukcí ve tvaru
válce s různou řídící křivkou (kružnice, elipsa, parabola, cykloida apod.) U
klenby jednovrstvé s jedním zakřivením leží všechny styčníky na téže válcové
ploše, u klenby s dvojím zakřivením leží styčníky střídavě na dvou válcových
plochách. Klenby dvouvrstvé jsou tvořeny příhradovými nebo rámovými (Vie-
rendelovými) lamelami. Tradiční prostorovou jednovrstvou příhradovou kon-
strukcí je Föpplova klenba. (Obr. 2.8). Skládá se z prutů rovnoběžných
s patními přímkami, prutů lomeného oblouku válcové plochy a různě uspořá-
daných diagonál. Aby byla zajištěna stabilita soustavy, musí mít klenba rela-
tivně velké vzepětí a omezený počet zalomení oblouku, což obojí není příznivé
pro zvětšování oblouku. Tyto nevýhody překonávají mřížové soustavy. Kon-
strukce tuhých styčníků vede ke zjednodušení vynecháním diagonál, problémy
ale mohou nastat se zajištěním dostatečné tuhosti celé soustavy.
Obr. 2.8 – Föpplova klenba Obr. 2.9 – Lamelová klenba
Často užívané je u kleneb lamelové uspořádání (Obr. 2.9), kdy hlavní nosné
obloukové prvky jsou šikmé vzhledem k podélné ose klenby a vzájemně se
protínají. Zvýšení tuhosti jednovrstvé valené klenby lze dosáhnout úpravou, při
které styčníky leží na dvou válcových plochách, čímž vznikne klenba dvojí
křivosti. (Obr. 2.10).
Základní typy konstrukcí pozemních a inženýrských staveb, konstrukční řešení staveb
- 13 (42) -
Obr. 2.10 – Klenba dvojí křivosti
Nevýhodou tohoto řešení je větší konstrukční náročnost nosné konstrukce i
krytiny. Dvouvrstvé lamelové klenby je možno realizovat dvouvrstvou lamelo-
vou klenbou se štíhlých křižujících se dvoukloubových oblouků.
2.2.1.5 Kopule
Vzájemným vzepřením nosníkových prvků nad centrálním půdorysem lze do-
sáhnout prostorového působení, čímž vzniknou žebrové kopule (Obr. 2.11).
Obr. 2.11 – Žebrové kopule
Použitím rovných nosníků lze získat žebrové jehlany. Prutové kopule (báně)
vznikají, leží-li styčníky prutové soustavy na rotační ploše dvojí křivosti. Ko-
pule se užívají pro zastřešení kruhových a mnohoúhelníkových půdorysů. Při
odříznutí okrajů lze toto řešení aplikovat i pro půdorysy čtyřúhelníkové nebo
trojúhelníkové. Nejznámější jednovrstvé prostorové příhradové konstrukce
jsou Schwedlerova kopule (Obr. 2.12), kopule Föpplova (Obr. 2.13), Zimmer-
manovy kopule a kopule mřížové (Obr. 2.14).
Obr. 2.12 – Schwedlerova kopule Obr. 2.13 – Föpplova kopule
Tuhost jednotlivých kopulí lze zvýšit střídavým rozmístěním styčníků na dvou
blízkých rotačních plochách. V roce 1959 byla v ČR postavena unikátní jedno-
vrstvá kulová kopule jako výstavní pavilon Z v Brně. (Obr. 2.15). Mřížovou
soustavu tvoří tři osnovy trubek. Jejich spojení ve styčnících je provedeno pou-
ze jednoduchým mechanickým spojem.
Konstrukce – základní typy konstrukcí, konstrukční řešení staveb, mosty
Obr. 2.14 – Mřížové kopule a), b) lamelová kopule, c), d) sektorová kopule,
e)roštová kopule, f) desková kopule
2.2.1.6 Skořepiny
Skořepiny jsou tenkostěnné konstrukce vytvořené zakřivenou plochou o jedné
nebo více křivostí schopné přenášet zatížení často jen membránovými silami
do podpor. Skořepiny jsou podepřené po celém svém obvodu přímými nebo
obloukovými podporami. Tloušťka skořepiny může být malá, obvykle se po-
hybuje od 40 až do 100 mm. Tloušťka může být v celé ploše stejná nebo pro-
měnná. Rozpětí skořepin obvykle do 60m výjimečně i více. Skořepinové kon-
strukce se provádějí nad různými půdorysy v různý
Vloženo: 4.02.2010
Velikost: 2,01 MB
Komentáře
Tento materiál neobsahuje žádné komentáře.
Copyright 2024 unium.cz