3. přednáška

28.2.2011
Nosné konstrukce III
konstrukčně - svary, šrouby, (nýty)
staticky
- klouby, vetknutí
Spojování prvků
pruty
- tlačené, tažené
nosníky - ohýbané, kroucené, kombinace
Podle namáhání
tyčové
plošné
Prvky kovových konstrukcí
Konstrukční formy
1
válcovaný nosník
svařovaný nosník
28.2.2011
Nosné konstrukce III
2
prolamovaný nosník a) výroba, b) statické působení,
c) průběh napětí
Plnostěnné nosníky
28.2.2011
Montážní díly 10-12 m
Nosné konstrukce III
- mimostyčné převést na styčné
- síly v prutech
- návrh prutů
- celkový průhyb
- přípoje ve styčnících
Statické řešení - zatížení
3
Nejrozšířenější konstrukční forma - kdy plnostěnné provedení
je těžké a nehospodárné
Nižší spotřeba materiálu a vlastní tíha, vyšší pracnost a
obtížnější údržba.
Výška (prostý nosník) cca 1/10, aby vyhovoval průhyb. Při
neúměrné výšce menší síly, štíhlejší pruty, větší vliv stability.
Nosníky - rovinné
- prostorové
Příhradové nosníky
28.2.2011
Nosné konstrukce III
Geometrické tvary příhradových nosníků
a) pohled, b) příčný řez
Příhradové nosníky
4
28.2.2011
Nosné konstrukce III
Řešení styčníků příhradové konstrukce
a) z otevřených profilů, b) z trubek
Příhradové nosníky
5
28.2.2011
Nosné konstrukce III
Prostorové proniky trubek
6
Detaily trubek
250
pruty ztužidel, zajišťujících vzpěrné délky
jiných prutů a přímo nezatížené pruty, pruty v
montážním stádiu
Nosné konstrukce III
200
pruty ztužidel namáhané větrem a brzdnými
silami, výplňové pruty sloupů, klopení nosníků
28.2.2011
180
Mezní štíhlost
pruty příhradových nosníků a sloupy budov
Prut
7
Vzpěrná pevnost – vliv štíhlosti l/i
Členěný prut - dílčí pruty spojené rámovými spojkami,
vložkami, příhradovými spojkami
Statické chování - vybočení dílčího prutu a
celkové vybočení
Tlačené pruty celistvé a
členěné
28.2.2011
Nosné konstrukce III
8
Tlačené pruty
a) celistvé,
b) členěné
Tlačené pruty celistvé a členěné
28.2.2011
Nosné konstrukce III
Rozhoduje účinná plocha a pevnost
materiálu
Mezní štíhlost – tuhé prvky a ohebné
vlákno
Přípoje
Tažené pruty
9
28.2.2011
Nosné konstrukce III
10
Velmi hospodárné - větší sortiment profilů
Boulení - stabilita stěn - stěna volná a vyztužená
- účinná šířka
- účinný průřez
Tvarování profilu - výztuhy a prolisy
Borcení podporových průřezů
ČSN EN 1993-1-3 Eurokód 3: Navrhování ocelových
konstrukcí – Část 1-3: Obecná pravidla – Doplňující
pravidla pro tenkostěnné za studena tvarované prvky
a plošné profily
- Část 1-5: Boulení stěn
Tenkostěnné konstrukce
28.2.2011
Nosné konstrukce III
Boulení tenkostěnného průřezu C
11
Tenkostěnné konstrukce
28.2.2011
Nosné konstrukce III
Spolupůsobení materiálů - využití výhodných vlastností
- zvýšená pracnost
Tlačené prvky - ocelový plášť a betonové jádro
- betonové prvky s tuhou výztuží
Ohýbané prvky - betonová část v tlaku, ocelová v tahu
účelnost návrhu
- smyk za ohybu - prvky spřažení
- vliv výroby a montážních stádií
Spřažené konstrukce
12
28.2.2011
Nosné konstrukce III
13
Spřažené prvky - a) statické chování b) kozlíky s táhly c) třmeny d) spirála
e) trny f) plechové zarážky g) spřahovací lišta
Spřažené konstrukce
28.2.2011
Nosné konstrukce III
Spřahující trny
Spřažené konstrukce
14
28.2.2011
Nosné konstrukce III
15
Návaznost ocelové konstrukce na základy, suterén, jádro, stěny
Požadavky - statické - bezpečný přenos sil, tuhost a volnost
vetknutí, kloub, posuv
tlak, tah, moment, příčná síla
- konstrukční
- montážní
Uložení a kotvení
28.2.2011
Nosné konstrukce III
Uložení nosníků
16
28.2.2011
Nosné konstrukce III
17
a) nenosné b) nosné předem zabetonované šrouby, c) nosné do kotevního
roštu d) ocelová hmoždinka
Kotevní šrouby
28.2.2011
kloubová
Nosné konstrukce III
vetknutá
Ocelové patky
18
28.2.2011
Nosné konstrukce III
19
Nýtové spoje - za tepla - náročné a pracné - rekonstrukce histor. staveb
- staticky působí jako šroubové spoje
Šroubové spoje - bez vlivu počasí, bez nároků na kvalifikaci
- možnost demontovat
- oslabení průřezu otvory (v tažené oblasti) - výběr místa
- omezený posuv - oválné otvory
- členitý povrch - údržba, vzhled
- statická funkce - porušení ve smyku, otlačení, tahem,
snížení únosnosti páčením hlavy
Třecí spoje
- VP šrouby - vzhled šroubového spoje, odlišné staticky
- tuhý spoj - lze kombinovat se svary
- únosnost dána velikostí tření - průměr šroubu, utahovací
moment - svěrná síla, součinitel tření - úprava třecích
ploch
Mechanické spojování
28.2.2011
20
Třecí spoj s VP šroubem
a) s jednou třecí plochou
b) se dvěma třecími plochami
Nosné konstrukce III
a) šroub s maticí a podložkou
b) nýt s půlkulatou hlavou
Mechanické spojování
28.2.2011
Nosné konstrukce III
21
Namáhání šroubů a) příčně namáhané šrouby dvojstřižné, b) jednostřižné,
c) tah dříku (tah za hlavu), d) kombinace přímé s osové síly, e) páčení hlav
šroubů
Namáhání šroubových
spojů
28.2.2011
Nosné konstrukce III
22
a) tupé, b) koutové, c) děrový, d) žlábkový, e) průvarový, f) lemový
podle způsobu - plamenem, odporové, obloukem, pod struskou
podle účelu - nosné, těsnící, nenosné, stehové
podle tvaru - viz obrázek
Svařování
28.2.2011
napětí v koutovém
svaru
Svařování
Nosné konstrukce III
23
značení svarů
a) obvodový svar (kolem dokola),
b) montážní svary,
c) oboustranný svar,
d) jednostranný na lícní straně,
e) jednostranný na rubové straně,
f) oboustranný v řezu
28.2.2011
Nosné konstrukce III
24
Směrnice 89/106/EEC: Stavba musí být navržena a
provedena tak, aby v případě požáru:
byla po stanovenou dobu zachována únosnost
konstrukce
byla omezena tvorba a šíření kouře na stavbě
bylo omezeno šíření požáru na sousední stavbu
mohli uživatelé opustit budovu nebo mohli být
jiným způsobem evakuováni
byla brána v úvahu bezpečnost záchranných
jednotek
Ochrana proti ohni
28.2.2011
Nosné konstrukce III
25
Komplexní problém - dispoziční uspořádání,
velikost požárních úseků, odstupy, únikové
cesty, hlásný systém, prostředky pro boj s
ohněm, odolnost nosné konstrukce.
Požární zatížení - množství hořlavin / m2
Doba požární odolnosti - schopnost
přenášet zatížení (15, 30, 45, 60 min)
Ochrana proti ohni
28.2.2011
Nosné konstrukce III
26
změny mechanických
vlastností (klesá modul
pružnosti čímž rostou
deformace, klesá mez
kluzu i
pevnost);
tepelná roztažnost ( jeli bráněno dilataci,
vznikají napětí)
Účinek zvýšené teploty
28.2.2011
Nosné konstrukce III
27
Zkouška lokálního požáru (KONSTRUKCE 4/2007)
Účinek zvýšené teploty
omítky sádrovermikulitové, sádroperlitové,
vápenné
obklady z anorganických hmot
(sádroperlitové, perlitbetonové, sádrové,
sádrokartonové)
obezdívky a obetonávky
zpěňující nátěry a tmely
28.2.2011
předsazení
chlazení
Nosné konstrukce III
odvod tepla z konstrukce
zabránění přístupu tepla
28
Ochrana ocelové konstrukce
28.2.2011
povlaky
uspořádání detailů
odolnější materiál
Nosné konstrukce III
kombinace
keramických smaltů
plastických hmot
odolnějších kovů
nátěry
povrchová ochrana
volba profilů
konstrukční řešení
Ochrana proti korozi
údržba
29
Ochrana proti korozi a údržba
28.2.2011
Nosné konstrukce III
30
Typy atmosférického prostředí
Venkovské atmosférické prostředí bez významného znečištění
korozivními látkami
Městské atmosférické prostředí s hustým osídlením bez velkých
průmyslových objektů
Průmyslové atmosférické prostředí se silnou průmyslovou
činností
Přímořské atmosférické prostředí nad mořskou hladinou nebo
pevninou ovlivněnou vzdušnou salinitou
Přímořské a průmyslové atmosférické prostředí – atmosféra v
blízkosti pobřeží a silnou koncentrací průmyslu
Ochrana proti korozi
Nízká
Střední
Vysoká
Velmi vysoká
C2
C3
C4
C5
28.2.2011
Velmi nízká
C1
Stupeň korozní agresivity
Nosné konstrukce III
> 650 až 1500
> 400 až 650
> 200 až 400
> 10 až 200
< 10
Úbytek oceli (g/m2)
31
> 0,083 až 0,19
> 0,051 až 0,083
> 0,025 až 0,051
> 0,00127 až 0,025
< 0,00127
Úbytek tloušťky (mm)
Ochrana proti korozi
hladký a jednoduchý povrch
masivní prvky
odtok vody
nehromadí se nečistoty
základní nátěr
systém vrchních nátěrů
28.2.2011
zinek
hliník
C1
C2
C3
C4
C5
velmi nízká
nízká
střední
vysoká
velmi vysoká
keramické smalty
ocel se zvýšenou
odolností
klasifikace prostředí
32
povlaky plastických hmot
kovové povlaky
Nosné konstrukce III
mechanicky (oklep, kartáč,
otryskání
plamenem
chemicky
organické nátěry
očištění povrchu
konstrukční řešení
Ochrana proti korozi
28.2.2011
Nosné konstrukce III
Aplikace nátěrového systému na ocelovou konstrukci
(KONSTRUKCE 6/2007)
Ochrana proti korozi
33
28.2.2011
Nosné konstrukce III
Mikrostruktura povlaku zinku (KONSTRUKCE 5/2007)
Ochrana proti korozi
34