43, k.ú., èást obce a obec Jablonec nad Nisou

Ing. Aleš Vacek autorizovaný inženýr pro statiku a dynamiku staveb znalec v oboru stavebnictví, odvìtví stavby obytné a prùmyslové znalec v oboru ekonomika, odvìtví ceny a odhady, zvl. specializace oceòování nemovitostí Vzdušná 2100/3, 466 01 Jablonec nad Nisou e-mail: [email protected], [email protected] ===================================================================

Zpráva è. 13051 Výmìna lehkého obvodového pláštì tìlocvièny (objektu F) ZŠ Šumava, Na Šumavì 2300/43, k.ú., èást obce a obec Jablonec nad Nisou ===================================================================

D.1.2.a Technická zpráva statiky D.1.2.c Statický výpoèet

Jablonec nad Nisou 26.08.2013 1

Výmìna lehkého obvodového pláštì tìlocvièny (objektu F) ZŠ Šumava, Na Šumavì 2300/43, k.ú., èást obce a obec Jablonec nad Nisou - statický výpoèet a technická zpráva statiky

OBSAH : 1 Všeobecnì

2

2 Materiál

3

2.1 Ocelové konstrukce

3

3 Zatížení

4

3.1 Souèinitele ζ a Ψ

4

3.2 Lehká obvodová stìna

4

3.3 Zatížení vìtrem

4

3.3.1 Dynamický tlak vìtru - obecnì

4

3.3.2 Dynamický tlak vìtru - vìtrná oblast III, kategorie terénu III

5

3.3.3 Tlak vìtru na konstrukce

6

3.4 Zatížení nárazem míèe

7

4 Statické øešení a dimenzování vodorovných paždíkù obvodového pláštì

8

5 Závìr

10

6 Pøehled použitých podkladù a norem

10

Pøílohy: P1

Øez

1 VŠEOBECNÌ Statický výpoèet a technická zpráva statiky výmìny lehkého obvodového pláštì tìlocvièny (objektu F) ZŠ Šumava, Na Šumavì 2300/43, k.ú., èást obce a obec Jablonec nad Nisou byly vypracovány na základì objednávky Jaroslava Šímy, Horská 4812/60, 466 14 Jablonec nad Nisou, IÈ 86709691, DIÈ neplátce DPH. Statický výpoèet a technická zpráva statiky jsou vypracovány v rozsahu nutném pro stavební øízení a zabývají se návrhem ocelové konstrukce, která ponese nový lehký obvodový plášE. Nový obvodový plášE bude lehèí než stávající odstraòovaný, nedojde tudíž k pøitížení stávajících konstrukcí.

2


2 MATERIÁL 2.1

Ocelové konstrukce

základní materiál dle ÈSN EN 1993-1-1 - konstrukèní ocel pevnostní tøídy S 235 - prvky tloušKky do 40 mm fy = 235 MPa

jmenovitá a charakteristická hodnota meze kluzu

fu = 360 MPa

jmenovitá a charakteristická hodnota meze pevnosti v tahu

γM0 = 1,00

pro únosnost prùøezù kterékoliv tøídy

γM1 = 1,00

pro únosnost prùøezù pøi posuzování stability prutù

γM2 = 1,25

pro únosnost prùøezù pøi porušení oslabeného prùøezu v tahu

fyd = fy / γM0 = 235 / 1,00 = 235,0 MPa

návrhová hodnota pevnosti základního materiálu pro únosnost prùøezù kterékoliv tøídy

fyd = fy / γM1 = 235 / 1,00 = 235,0 MPa

návrhová hodnota pevnosti základního materiálu pro únosnost prùøezù pøi posuzování stability prutù

fyd = fy / γM2 = 235 / 1,25 = 188,0 MPa

návrhová hodnota pevnosti základního materiálu pro únosnost prùøezù pøi porušení oslabeného prùøezu v tahu

fyd = fy / (γM0 * 30,5) = 235 / (1,00 * 30,5) = 135,7 MPa návrhová hodnota pevnosti základního materiálu pøi smyku E = 210*106 kPa G = 81*106 kPa

3


3 ZATÍŽENÍ 3.1

Souèinitele ζ a Ψ Zatížení

Souèinitel ζ

stálé snìhem

ve výšce do 1000 m nad moøem

vìtrem

ζ

redukèní souèinitel

Ψ0

souèinitel pro kombinaèní hodnotu promìnného zatížení

Ψ1

souèinitel pro èastou hodnotu promìnného zatížení

Ψ2

souèinitel pro kvazistálou hodnotu promìnného zatížení

3.2

Ψ0

Ψ1

Ψ2

0,85

-

-

-

-

0,5

0,2

0,0

-

0,6

0,2

0,0

Lehká obvodová stìna Konstrukce - vrstva

Zatížení

Souèinitelé

Zatížení

charakter.

ζ, Ψ

γ

návrhové

[kNm-2]

[-]

[-]

[kNm-2]

1 polykarbonátové desky

1,0000 0,100

0,100

2 pomocná kce

1,0000 0,060

0,060

3 ocelové paždíky

0,7143 0,155

0,111

4 celkem [6.10a,b]

3.3

Souèinitel Ψ

0,271 1,00 0,85 1,35

0,365

Zatížení vìtrem

3.3.1

Dynamický tlak vìtru - obecnì

vb,0 vb,0,III = 27,5 m s cdir = 1,0

výchozí základní rychlost vìtru -1

výchozí základní rychlost vìtru v oblasti III souèinitel smìru vìtru

4

0,311


cseason = 1,0

souèinitel roèního období

vb = cdir * cseason * vb,0

základní rychlost vìtru

z0,III = 0,30

parametr drsnosti terénu kategorie III

z0

uplatnìný parametr drsnosti terénu

kr = 0,19 * (z0/z0,II)0,07

souèinitel terénu

kr,III = 0,19 * (z0,III/z0,II)0,07 = 0,19 * (0,30/0,05)0,07 = 0,215 souèinitel terénu kategorie III zmin

minimální výška

zmin,III = 5,0

minimální výška v terénu kategorie III

zmax = 200,0

maximální výška

z

uplatnìná výška

cr(z) = kr * ln (z/z0)

souèinitel drsnosti terénu

cr,III( 5,0) = kr,III * ln (z/z0,III) = 0,215 * ln ( 5,0 / 0,30) = 0,604 cr,III(10,0) = kr,III * ln (z/z0,III) = 0,215 * ln (10,0 / 0,30) = 0,754 souèinitel drsnosti terénu v kategorii terénu III co(z) = 1,0

souèinitel orografie

vm(z) = cr(z) * co(z) * vb = vm(z) = cr(z) * co(z) * cdir * cseason * vb,0 støední rychlost vìtru ve výšce "z" nad terénem ki = 1,0

souèinitel turbulence

Iv(z) = ki / (co(z) * ln (z/z0))

intenzita turbulence

ρ = 1,25 kg m-3

mìrná hmotnost vzduchu

qb = 1/2 * ρ * vm(z)2

základní dynamický tlak

ce(z) = 1 + 7* Iv(z)

souèinitel expozice

qp(z) = (1 + 7* Iv(z)) * qb = ce(z) * qb

maximální dynamický tlak

3.3.2

Dynamický tlak vìtru - vìtrná oblast III, kategorie terénu III Velièina

Znaèka

Jednotka

-

[-]

výchozí základní rychlost vìtru

vb,0

[m s-1]

27,5

27,5

27,5

27,5

27,5

souèinitel smìru vìtru

cdir

[-]

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

cseason

[-]

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

základní rychlost vìtru

vb

[m s-1]

27,5

27,5

27,5

27,5

27,5

kategorie terénu

-

[-]

vìtrná oblast

souèinitel roèního období

Konstrukce-prvek - hodnota III

III

5

III

III

III

III

III

III

III

III

Výmìna lehkého obvodového pláštì tìlocvièny (objektu F) ZŠ Šumava, Na Šumavì 2300/43, k.ú., èást obce a obec Jablonec nad Nisou - statický výpoèet a technická zpráva statiky Velièina

Znaèka

Jednotka

z0

[-]

0,30

0,30

0,30

0,30

0,30

z0,II

[m]

0,05

0,05

0,05

0,05

0,05

z0/z0,II

[-]

6,0

6,0

6,0

6,0

6,0

souèinitel terénu

kr

[-]

0,215

0,215

0,215

0,215

0,215

minimální výška

zmin

[m]

5,0

5,0

5,0

5,0

5,0

maximální výška

zmax

[m]

200,0

200,0

200,0

200,0

200,0

z

[m]

5,0

6,0

7,0

7,5

8,8

pomocný souèinitel

z/z0,II

[-]

16,7

20,0

23,3

25,0

29,3

pomocný souèinitel

ln (z/z0)

[-]

2,815

2,996

3,148

3,219

3,378

souèinitel drsnosti terénu

cr(z)

[-]

0,605

0,644

0,677

0,692

0,726

souèinitel orografie

co(z)

[-]

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

støední rychlost vìtru

vm

[m s-1]

16,64

17,71

18,61

19,03

19,97

souèinitel turbulence

ki

[-]

1,0

1,0

1,0

1,0

1,0

intenzita turbulence

Iv(z)

[-]

0,355

0,334

0,318

0,311

0,296

ρ

[kg m-3]

1,25

1,25

1,25

1,25

1,25

ce(z)

[-]

3,487

3,336

3,224

3,175

3,072

qb

[N m-2]

173

196

217

226

249

604

654

698

719

766

parametr drsnosti terénu

výška

mìrná hmotnost vzduchu souèinitel expozice základní dynamický tlak maximální dynamický tlak

3.3.3

qp(z)

Konstrukce-prvek - hodnota

-2

[N m ]

Tlak vìtru na konstrukce Velièina

Znaèka

Jednotka

Kce-prvek - hodnota pøíèný vítr

podélný vítr

výška, výška høebene

h

[m]

8,80

8,80

šíøka (rozmìr kolmo na vítr)

b

[m]

40,00

27,50

délka (rozmìr rovnobìžný s vìtrem)

d

[m]

27,50

40,00

h/b

[-]

0,22

0,32

h/d

[-]

0,32

0,22

ze

[m]

8,80

8,80

8,80

8,80

0,766

0,766

referenèní výška - vypoètená - str. 33 referenèní výška - zvolená maximální dynamický tlak souèinitel konstrukce

qp(ze)

[kN m-2]

cscd

[-]

1,0

1,0

2h

[m]

17,60

17,60

e

[m]

17,60

17,60

e/d

[-]

0,64

0,44

e / 5d

[-]

0,13

0,09

e/5

[m]

3,52

3,52

6

Výmìna lehkého obvodového pláštì tìlocvièny (objektu F) ZŠ Šumava, Na Šumavì 2300/43, k.ú., èást obce a obec Jablonec nad Nisou - statický výpoèet a technická zpráva statiky Velièina

Znaèka

Jednotka

Kce-prvek - hodnota pøíèný vítr

podélný vítr

souèinitel vnìjšího tlaku pro svislé

cpe,10 pro A

[-]

-1,20

-1,20

stìny pozemních staveb s pravoúhlým

cpe,1 pro A

[-]

-1,40

-1,40

cpe,10 pro B

[-]

-0,86

-0,84

cpe,10 pro C

[-]

-0,50

-0,50

cpe,10 pro D

[-]

0,71

0,70

cpe,10 pro E

[-]

-0,32

-0,30

qp(ze)*cscd*cpe,10 pro A

[kN m-2]

-0,92

-0,92

qp(ze)*cscd*cpe,1 pro A

[kN m-2]

-1,07

-1,07

qp(ze)*cscd*cpe,10 pro B

[kN m-2]

-0,66

-0,64

qp(ze)*cscd*cpe,10 pro C

[kN m-2]

-0,38

-0,38

qp(ze)*cscd*cpe,10 pro D

[kN m-2]

0,54

0,54

qp(ze)*cscd*cpe,10 pro E

[kN m-2]

-0,25

-0,23

pùdorysem - str. 32-34

vnìjší tlak pro svislé stìny pozemních staveb s pravoúhlým pùdorysem

Obvodový plášE bude v plné své ploše zatížen sáním vìtru o charakteristické hodnotì 0,92 kN m-2 pohledové plochy a návrhové hodnotì 0,92*1,50 = 1,38 kN m-2 pohledové plochy. Uvedené hodnoty jsou rozhodující pro návrh ocelových paždíkù. Lokálnì (na ploše maximálnì 1,5*1,5 m) mùže sání vìtru dosáhnout charakteristické hodnoty 1,07 kN m-2 pohledové plochy a návrhové hodnoty 1,07*1,50 = 1,61 kN m-2 pohledové plochy. Uvedené hodnoty jsou rozhodující pro návrh vlastních desek opláštìní a jejich kotvení.

3.4

Zatížení nárazem míèe Zatížení nárazem míèe technické normy podrobnìji neøeší. Typ míèe nebyl investorem

specifikován. Lze pøedpokládat, že se bude jednat o míè do hmotnosti 450 g, se kterým se mùže kopat (fotbalový míè), nebo míè do hmotnosti 700 g, který však již není urèen ke kopání (basketbalový míè). Úèinky tìžšího míèe zpracovatel nepøedpokládá. Odborným odhadem budou mít úèinky míèe formu soustøedìného namáhání pùsobícího na ploše 50*50 mm, a to o charakteristické hodnotì 1,20 kN a návrhové hodnotì 1,20*1,50 = 1,80 kN. Souèasné zatížení vìtrem a nárazem míèe se nepøedpokládá.

7


4 STATICKÉ ØEŠENÍ A DIMENZOVÁNÍ VODOROVNÝCH PAŽDÍKÙ OBVODOVÉHO PLÁŠTÌ Kce - prvek

Rozpìtí Zatìž. šíøka l

a

[m]

[m]

Zatížení charakteristické

Zatížení návrhové

plošné liniové celkem bod.

plošné liniové celkem bod.

qk

Qk

qd

Ohyb.

Reakce

Tuhost

Max.

mom.

Qd

Md

prùh. Ak

Ad

[kNm-2] [kNm-1] [kNm-1] [kN] [kNm-2] [kNm-1] [kNm-1] [kN] [kNm] [kN] [kN]

δ*E*I

δmax

[Nm5]

[m]

Paždík bìžný na délku 6000 mm PA1-6000sv

6,00

1,30

0,271

0,000

0,35

0,00

0,365

0,000

0,47

0,00

2,14

1,06

1,42

5,945 0,0240

PA1-6000vo

6,00

1,30

0,92

0,00

1,20

0,00

1,38

0,00

1,79

0,00

8,07

3,59

5,38

20,183 0,0300

Paždík dolní na délku 6000 mm PA2-6000sv

6,00

1,22

0,271

0,000

0,33

0,00

0,365

0,000

0,45

0,00

2,00

0,99

1,34

5,579 0,0240

PA2-6000vo

6,00

1,22

0,92

0,00

1,12

0,00

1,38

0,00

1,68

0,00

7,58

3,37

5,05

18,941 0,0300

Paždík bìžný na délku 4540 mm PA3-4540sv

4,66

1,50

0,271

0,000

0,41

0,00

0,365

0,000

0,55

0,00

1,49

0,96

1,28

2,517 0,0186

PA3-4540vo

4,66

1,50

0,92

0,00

1,38

0,00

1,38

0,00

2,07

0,00

5,62

3,22

4,82

8,473 0,0233

fy

mez kluzu

fyd = fy / γM0

návrhová pevnost

E

modul pružnosti

Wel

prùøezový modul

I

moment setrvaènosti

Mc,Rd = Wel * fyd

únosnost v ohybu

nc = MEd / Mc,Rd < 1

posouzení únosnosti v ohybu

δ = (δ * E * I) / (E * I) < δmax

posouzení prùhybu

np = δ / δmax < 1

posouzení prùhybu

Kce -

Rozpìtí

prvek

Namáhání ohyb.

tuhost

Max. prùh.

mom.

PA1-6000

Materiál návrh.

Profil

modul

oznaèení

pevnost pružn.

l

MEd

δ*E*I

δmax

[m]

[kNm]

[Nm5]

[m]

fyd

E

[103 kPa] [106 kPa]

Poèet profilù

prùøezový moment moment

nutný z

Vyho-

nutný z zvo-

vuje

modul

únosn.

setrvaè. únosnosti prùhybu lený

-

Wel

Mc,Rd

I

nc

np

n

-

[-]

[10-3 m3]

[kNm]

[10-6 m4]

[ks]

[ks]

[ks]

[-]

6,00

2,14

5,945 0,0240

235

210 Jackl 100*4

0,04527

10,64

2,2600

0,20

0,52

6,00

8,07

20,183 0,0300

235

210 Jackl 100*4

0,04527

10,64

2,2600

0,76

1,42

0,96

1,94

8

1 ano,ne

Výmìna lehkého obvodového pláštì tìlocvièny (objektu F) ZŠ Šumava, Na Šumavì 2300/43, k.ú., èást obce a obec Jablonec nad Nisou - statický výpoèet a technická zpráva statiky Kce -

Rozpìtí

prvek

Namáhání ohyb.

tuhost

Max. prùh.

mom.

PA1-6000

PA1-6000

PA1-6000

Materiál návrh.

Profil

modul

oznaèení

pevnost pružn.

l

MEd

δ*E*I

δmax

[m]

[kNm]

[Nm5]

[m]

fyd

E

[103 kPa] [106 kPa]

Poèet profilù

prùøezový moment moment

nutný z

nutný z zvo-

únosn.

setrvaè. únosnosti prùhybu lený

-

Wel

Mc,Rd

I

nc

np

n

-

[-]

[10-3 m3]

[kNm]

[10-6 m4]

[ks]

[ks]

[ks]

[-]

2,14

5,945 0,0240

235

210 Jackl 110*5

0,06690

15,72

3,6795

0,14

0,32

6,00

8,07

20,183 0,0300

235

210 Jackl 110*5

0,06690

15,72

3,6795

0,51

0,87

0,65

1,19

6,00

2,14

5,945 0,0240

235

210 Jackl 110*6

0,07719

18,14

4,2457

0,12

0,28

6,00

8,07

20,183 0,0300

235

210 Jackl 110*6

0,07719

18,14

4,2457

0,44

0,75

0,56

1,03

2,14

5,945 0,0240

235

210

vuje

modul

6,00

6,00

Vyho-

Jackl

0,06325

14,86

3,1627

0,14

0,37

0,06988

16,42

4,1931

0,49

0,76

0,64

1,14

1 ano,ne

1 ano

1 ano,ne

120*100*5 naplocho 6,00

8,07

20,183 0,0300

235

210

Jackl 120*100*5

PA1-6000

6,00

2,14

5,945 0,0240

235

210

Jackl

0,07297

17,15

3,6486

0,12

0,32

0,08068

18,96

4,8411

0,43

0,66

0,55

0,99

1 ano

120*100*6 naplocho 6,00

8,07

20,183 0,0300

235

210

Jackl 120*100*6

PA2-6000

6,00

2,14

5,945 0,0240

235

210

6,00

8,07

20,183 0,0300

235

210

2 U 120

0,121

28,44

7,28

0,08

0,16

2 U 120

0,109

25,68

6,01

0,31

0,53

0,39

0,70

1 ano

naplocho

PA3-4540

PA3-4540

PA3-4540

4,66

1,49

2,517 0,0186

235

210 Jackl 100*4

0,04527

10,64

2,2600

0,14

0,28

4,66

5,62

8,473 0,0233

235

210 Jackl 100*4

0,04527

10,64

2,2600

0,53

0,77

0,67

1,05

4,66

1,49

2,517 0,0186

235

210 Jackl 100*5

0,05422

12,74

2,7100

0,12

0,24

4,66

5,62

8,473 0,0233

235

210 Jackl 100*5

0,05422

12,74

2,7100

0,44

0,64

0,56

0,88

4,66

1,49

2,517 0,0186

235

210 Jackl 110*4

0,05562

13,07

3,0594

0,11

0,21

4,66

5,62

8,473 0,0233

235

210 Jackl 110*4

0,05562

13,07

3,0594

0,43

0,57

0,54

0,78

9

1 ano,ne

1 ano

1 ano


5 ZÁVÌR Doplòované vodorovné paždíky ocelového pláštì na rozpìtí cca 6000 mm budou rozmístìny osovì po maximálnì 1350 mm výšky. Paždíky z ocelového uzavøeného prùøezu 110*6 mm budou na svých koncích pøivaøeny k ocelovým sloupùm. Šíøka navrhovaných profilù je stejná jako ponechávaných paždíkù z dvojice ocelových válcovaných profilù s prùøezem do krabice. Nové a ponechávané paždíky budou tudíž pøímo nad sebou. Stávající nosné ocelové sloupy není možno oslabovat šrouby ani nýty. V dobì pøivaøování paždíkù ke stávajícím nosným ocelovým sloupùm nesmí na støeše objektu ležet sníh. Doplòované vodorovné paždíky ocelového pláštì na svìtlost cca 4540 mm budou rozmístìny osovì po maximálnì 1550 mm výšky. Paždíky z ocelového uzavøeného prùøezu 100*5 mm budou na svých koncích pøedbìžnì osazeny do kapes vysekaných do stávajícího zdiva, pøièemž jejich uložení musí èinit alespoò 120 mm. Zpùsob kotvení paždíkù bude upøesnìn po obnažení stávající konstrukce. Nelze ani vylouèit možnost, že paždíky budou pøipevnìny pomocí koncových plechù a chemických kotev, pøípadnì bude v jejich uložení nutno doplnit pomocnou ocelovou konstrukci. Z paždíkùm je možno pøipojit ocelové zábradlí, paždíky však nesmí být hlavní konstrukcí, která by zábradlí nesla.

6 PØEHLED POUŽITÝCH PODKLADÙ A NOREM ÈSN EN 1990 (730002) Eurokód : Zásady navrhování konstrukcí bøezen 2004 ÈSN 730020 Terminologie spolehlivosti stavebních konstrukcí a základových pùd. duben 2010 ÈSN EN 1991-1-1 (730035) Eurokód 1 : Zatížení konstrukcí - Èást 1-1 : Obecná zatížení Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb bøezen 2004 ÈSN EN 1991-1-4 (730035) Eurokód 1 : Zatížení konstrukcí - Èást 1-4 : Obecná zatížení Zatížení vìtrem duben 2007

10


ÈSN EN 1993-1-1 (731401) Eurokód 3 : Navrhování ocelových konstrukcí - Èást 1-1 : Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby prosinec 2006

Ing. Aleš Vacek

11

43, k.ú., èást obce a obec Jablonec nad Nisou

Recommend Documents