VÝPOČTOVÝ MODEL - Model skutečné konstrukce MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 VÝPOČTOVÝ MODEL - Model skutečné konstrukce - Zjednodušení, idealizace reality Idealizace by měla co nejvěrněji vystihnout skutečné působení konstrukce, neměla by opomenout důležité detaily konstrukce. Model: Prostorové uspořádání konstrukce Působení vazeb Zatížení

DĚLENÍ STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 Idealizace prostorového uspořádání konstrukce DĚLENÍ STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ Z HLEDISKA VÝPOČTU REAKCÍ: Hmotný bod v rovině, v prostoru Tuhá deska v rovině v prostoru Z HLEDISKA STATICKÉHO PŮSOBENÍ A ZPŮSOBY JEJICH NAMÁHÁNÍ: Prut (prutová konstrukce) Deska (desková konstrukce) Stěna (stěnová konstrukce) Skořepiny, membrány, lana, řetězovky … PRUTOVÉ KONSTRUKCE: Příhradové konstr., prutový rám, rošt, obecná konstrukce – kombinace rámu a roštu

Idealizace prostorového uspořádání konstrukce 3D model MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 Idealizace prostorového uspořádání konstrukce 3D model - výpočtově náročné konstrukce - využití počítačů, paralelní výpočty - numerické metody – metoda konečných prvku (MKP), metoda hraničních prvků (MHP) - využití prostorového uspořádání (např. symetrie konstrukce)

Idealizace prostorového uspořádání konstrukce MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 Idealizace prostorového uspořádání konstrukce Zjednodušení dle prostorového uspořádání a dle působícího zatížení: 3D 2D 1D PRUT- modelujeme střednicí – zatížení a vnitřní síly jsou vztaženy ke střednici DESKA, STĚNA – střednicová rovina

Idealizace prostorového uspořádání konstrukce Příklad MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 Idealizace prostorového uspořádání konstrukce Příklad - krov rodinného domu: Model jedné vazby: Převládá příčné zatížení - v rovině vazby

Idealizace prostorového uspořádání konstrukce Příklad - krov rodinného MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 Idealizace prostorového uspořádání konstrukce Příklad - krov rodinného domu: Podélný směr:

Idealizace prostorového uspořádání konstrukce MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 Idealizace prostorového uspořádání konstrukce Příklad: Krov – kostel Sv. Anna

Idealizace prostorového uspořádání konstrukce MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 Idealizace prostorového uspořádání konstrukce Příklad - hala - ocelová konstrukce

2. Idealizace působení vazeb MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 2. Idealizace působení vazeb Zdroj obr.: přednášky doc. Kabele

2. Idealizace působení vazeb MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 2. Idealizace působení vazeb Zdroj obr.: přednášky doc. Kabele

2. Idealizace působení vazeb Příklad – most – lávka přes D1 MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 2. Idealizace působení vazeb Příklad – most – lávka přes D1 -ocelo-betonová spřažená konstrukce

2. Idealizace působení vazeb MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 2. Idealizace působení vazeb Příklad – most – lávka přes D1 -ocelo-betonová spřažená konstrukce

2. Idealizace působení vazeb MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 2. Idealizace působení vazeb Příklad – most – lávka přes D1 -ocelo-betonová spřažená konstrukce Detail uložení: Řez konstrukcí (model):

2. Idealizace působení vazeb MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 2. Idealizace působení vazeb Příklad – dálniční návěští

2. Idealizace působení vazeb MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 2. Idealizace působení vazeb Příklad – dálniční návěští – statický model Rám – klouby Druhý směr - vetknutí

2. Idealizace působení vazeb MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 2. Idealizace působení vazeb Pozor na chybnou idealizaci konstrukce nebo působení vazeb (chybné provedení vazeb) – může vést ke kolapsu konstrukce !!! Zdroj obr.: přednášky doc. Kabele

3. Zatížení stavebních konstrukcí MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 3. Zatížení stavebních konstrukcí Zatížení = mechanický nebo fyzikální vliv, který způsobuje napjatost, přetvoření nebo změnu tvaru a polohy konstrukce Zatížení - přímá – vyjadřují se silovými veličinami (tíha, sníh, vítr …) - nepřímá – vyjadřují se teplotou, posuvy, přetvořením (změna teploty, dotvarování …)

3. Zatížení stavebních konstrukcí MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 3. Zatížení stavebních konstrukcí Zatížení je proměnlivé v čase a v prostoru. Zatížení - stálé – tíha konstrukce, zařízení … - nahodilé – užitná zatížení, zatížení sněhem, větrem … - mimořádné – výbuch, náraz vozidla … - pevné – velikost, směr a poloha se nemění (tíha konstrukce … ) - volné (pohyblivé) – poloha se mění (vozidla, sníh, vítr …)

3. Zatížení stavebních konstrukcí MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 3. Zatížení stavebních konstrukcí Rozdělení zatížení dle povahy a odezvy konstrukce: - statické nebo kvazistatické – pomalá změna velikosti, polohy - dynamické – mění polohu nebo velikost v čase - nutné brát v úvahu zrychlení konstrukce - setrvačné síly (vítr, zemětřesení, vibrace s strojů, doprava …)

3.1. Charakteristiky zatížení MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 3.1. Charakteristiky zatížení Pro návrh a posouzení konstrukce není prakticky možné přesně určit zatížení, které na ni bude působit. Proto: Fd = návrhová hodnota zatížení, kterou zavádíme do výpočtu Fk = charakteristická hodnota zatížení – dána normou (jmenovitá hodnota) gf = dílčí součinitel zatížení – vyjadřuje odchylku od skutečné hodnoty Fk y = kombinační součinitel – vyjadřuje zmenšenou pravděpodobnost současného působení nahodilých zatížení

3.1. Výpočtové modely zatížení MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 3.1. Výpočtové modely zatížení Soustředné zatížení (síla, moment) Spojité zatížení Zatížení vztahujeme (redukujeme) k idealizované geometrii – střednici prutu, střednicové rovině desky, …

Tíha nosné kostrukce a trvalých částí stavby MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 3.1. Stálá zatížení Tíha nosné kostrukce a trvalých částí stavby (podlahy, střešní krytina, zabudované stroje …) Zatížení od předpětí kostrukce Zatížení zemním tlakem (aktivní a pasivní zemní tlak, tlak v klidu)

obytné, občanské budovy MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 3.1. Nahodilá zatížení Užitná zatížení obytné, občanské budovy osoby, nábytek … statické svislé zatížení – spojité a soustředné, charakteristické hodnoty jsou dány normou podle využití prostor průmyslové a zemědělské objekty technologická zařízení, osoby, materiál, zvířata … střechy osoby, předměty na střeše … statické svislé zatížení – spojité a soustředné vztažené na půdorysnou plochu nebo délku

3.1. Nahodilá zatížení 2. Zatížení sněhem MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 3.1. Nahodilá zatížení 2. Zatížení sněhem závisí na geografické poloze a nadmořské výšce vliv odtávání sněhu, navátí, větrem, vliv tvaru střechy norma: charakteristická hodnota podle „sněhových oblastí“ – rovnoměrné zatížení vztažené na půdorysnou plochu

Statické – pro tuhé konstrukce MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 3.1. Nahodilá zatížení 3. Zatížení větrem Statické – pro tuhé konstrukce Dynamické – pro štíhlé, měkké konstrukce norma zohledňuje rychlost větru, okolní terén a konstrukce, tvar konstrukce a výšku od terénu „větrové oblasti“ - Zatížení spojité kolmé k povrchu, vztažené na skutečnou plochu konstrukce = tlak / sání

Normy: MODELOVÁNÍ STAVEBNÍCH KOSTRUKCÍ STAVEBNÍ MECHANIKA SM2A 2006/2007 Normy: ČSN 73 0031-35 – stará norma Eurocode EC1: Zásady navrhování a zatížení stavebních konstrukcí (Evropská komise pro normalizaci CNE) http://www.cenorm.be Český institut pro normalizaci ČSNI http://www.csni.cz Zdroj prezentace: skripta Stavební mechanika 10 a 20, přednášky Doc. Ing. Petra Kabele, Ph.D., internet, normy