VÝPOČTOVÝ MODEL - Model skutečné konstrukce - Zjednodušení, idealizace reality

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

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

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)

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

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

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

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

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

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

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

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):

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

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

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

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 …)

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 …)

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 …)

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

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, …

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)

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

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

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

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

VÝPOČTOVÝ MODEL - Model skutečné konstrukce - Zjednodušení, idealizace reality