Jednotný programový dokument pro cíl 3 regionu (NUTS2) hl. m. Praha (JPD3)
Projekt DALŠÍ VZDĚLÁVÁNÍ PEDAGOGŮ V OBLASTI
NAVRHOVÁNÍ STAVEBNÍCH KONSTRUKCÍ PODLE EVROPSKÝCH NOREM Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem (ESF), státním rozpočtem České republiky a rozpočtem hlavního města Prahy.
Mosty České vysoké učení technické v Praze Fakulta stavební
Navrhování mostů podle EN • • • • •
Železobetonová deska – železniční most Letmo betonovaný most Ocelový příhradový most železniční Spřažený ocelobetonový most silniční Lávka pro chodce
Mosty
Zásady návrhu železobetonového železničního mostu o jednom poli • schéma konstrukce
Mosty
Zatížení •
Zatížení stálé Vlastní tíha nosné konstrukce (g0)
24,0 kN/m3. Tato hodnota se zvětší o 1 kN/m3 pro běžné procento vyztužení
Mosty
Ostatní stálé zatížení • • • • • • •
Železobetonové římsy: uvažujeme tíhu 24,0 + 1,0 = 25,0 kN/m3 Vodotěsná izolace z asfaltových izolačních pásů: 14,0 kN/m3 (podle ČSN EN 1991-1-1 [2], tab. A.12, Příloha A, str. 37) Ochrana izolace z litého asfaltu: 24,0 až 25,0 kN/m3 (podle [2], tab. A.6, Příloha A, str. 31) Štěrkové lože: 20,0 kN/m3 (podle [2], tab. A.6, Příloha A, str. 31) 2 kolejnice UIC 60: 1,2 kN/m (podle [2], tab. A.6, Příloha A, str. 31), Předpjaté betonové pražce s kolejovým upevněním: 4,8 kN/m (podle [2], tab. A.6, Příloha A, str. 31; platí při osové vzdálenosti pražců 0,6 m), Ocelové zábradlí: tíhu stanovíme odhadem nebo na základě zkušenosti
Mosty
Svislé pohyblivé zatížení Model zatížení 71
Mosty
Model zatížení “nezatížený vlak“
zatížení s charakteristickou hodnotou 10,0 kN.m-1 (zde nerozhoduje)
Mosty
Dynamické účinky
• •
a ) pro pečlivě udržovanou kolej: V rozmezí 1,00 ≤ Φ2 ≤ 1,67
Φ2 =
1,44 LΦ − 0,2 Mosty
+ 0,82
• b ) pro standardně udržovanou kolej: v rozmezí 1,00 ≤ Φ3 ≤ 2,00
Φ3 = •
2,16 LΦ − 0,2
Mosty
+ 0,73
Vykolejení na železničním mostě • Návrhová situace I – vozidla v prostoru koleje
• Návrhová situace II – vozidla jsou zachycena na okraji mostu
Mosty
Další zatížení • Rozjezdové a brzdné síly • T eplota • Vítr
Mosty
Krytí výztuže betonem • • • • •
Úprava třídy konstrukce : - návrhová životnost 100 let zvětšení o 2, - deskové konstrukce - zmenšení o 1, - zajištění zvláštní kontroly kvality výroby betonu - zmenšení o 1, Celkem: 4 + 2 – 1 – 1 = 4 => výsledná třída konstrukce je S4
• Mosty
• Hodnota cmin,dur = 35 mm pro třídu S4 • Δcdur,γ = 0 mm, • Δcdur,st = 0 mm, • Δcdur,add = 0 mm. • cnom = cmin + Δcdev = 35 + 10 = 45 mm Mosty
Kombinace zatížení Např. pro: Mezní stavy únosnosti – ohybový moment uprostřed rozpětí
Kombinace zatížení pro trvalé a dočasné návrhové situace může být vyjádřena buď jako:
∑γ j ≥1
G, j
G k , j "+" γ P P"+" γ Q ,1Qk ,1 "+" ∑ γ Q ,iψ 0,i Qk ,i i >1
= 1,35 . 3 076,2 + 1,35 . 2 945,3 + + 1,45 . 1,32 . 4 967,5 = 17 636,8 kNm
Mosty
• nebo alternativně dvou výrazů:
∑γ j ≥1
G, j
Gk , j "+" γ P P"+" γ Q ,1ψ 0,1Qk ,1"+" ∑ γ Q ,iψ 0,i Qk ,i i >1
= 15 735,3 kNm
∑ξ γ j ≥1
j
G, j
Gk , j "+" γ P P"+"γ Q ,1Qk ,1 "+" ∑ γ Q ,iψ 0,i Qk ,i i >1
• = 17 013,9 kNm Mosty
ZÁSADY NÁVRHU SILNIČNÍHO PŘEDPJATÉHO BETONOVÉHO MOSTU
Mosty
Typický příčný řez
Mosty
Zatížení dopravou
Mosty
LM1
Mosty
Zatížení zvláštním vozidlem 900/150 a častými hodnotami LM1
Mosty
Zatížení zvláštním vozidlem 3000/240
Mosty
Roznášení zatížení vozovkou a betonovou deskou
Mosty
Staveništní zatížení • • • • • • •
Zatížení betonážními vozíky Osoby a ruční nářadí Přemístitelná skládka Dočasné vybavení Přemístitelné těžké strojní vybavení a zařízení Kumulace stavebních odpadů Dočasná zatížení
Mosty
Zatížení větrem • Stavební stav • Provoz s vozidly • – bez vozidel
Mosty
Zatížení teplotou Zatížení rovnoměrnou složkou teploty
Zatížení nerovnoměrnou složkou teploty
Mosty
Mosty
Mezní stavy únosnosti •
Ověření statické rovnováhy (EQU)
•
Ověření návrhu nosných prvků konstrukce (STR)
•
Ověření založení konstrukce (GEO)
•
Ověření návrhu nosných prvků konstrukce na únavu (FAT)
Mosty
Mezní stavy použitelnosti •
Omezení napětí Omezení tlakových napětí v betonu Omezení tahových napětí v betonu Omezení tahových napětí ve výztuži
•
Omezení šířky trhlin
•
Omezení průhybů
Mosty
ZÁSADY NÁVRHU OCELOVÉHO PŘÍHRADOVÉHO ŽELEZNIČNÍHO MOSTU
Mosty
Algoritmus statického výpočtu • • • • •
• Zatížení Odhad průřezů, velikost žlabu pro kolejové lože dle MVL 212 Stálé zatížení – charakteristická hodnota Proměnné zatížení – vlak UIC, svislé a vodorovné účinky Klimatické zatížení – vítr Kombinace zatížení
•
• •
Statický výpočet mostovky
Posouzení plechu mostovky. Podélná výztuha: spojitý nosník, výpočet ohybových momentů nad podporou a v poli. Průřezové veličiny účinného průřezu podélné výztuhy. Výpočet napětí v plechu mostovky a v dolních vláknech podélné výztuhy. Mosty
Příčník: Prostý nosník, výpočet ohybového momentu
• • • • • • • •
Průřezové veličiny účinného průřezu příčníku. Výpočet napětí v plechu mostovky a v dolních vláknech příčníku. Posouzení rovinné napjatosti v plechu mostovky. Konstrukční řešení podélné výztuhy a příčníku. Konstrukční řešení přípoje podélné výztuhy k příčníku. Posouzení únavové pevnosti podélné výztuhy v poli. Posouzení únavové pevnosti podélné výztuhy v přípoji na příčník. Posouzení únavové pevnosti příčníku.
Mosty
Statický výpočet hlavního nosného systému • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • • •
Stálé zatížení na celou šířku mostu. Proměnné zatížení od vlaku UIC (tabulky pro výpo čet max M a max Q). Statický výpočet osových sil v pásech a v diagonálách. Návrh a posouzení průřezů hlavního nosného systému. Horní pás – dvoustěnný, průřez „kloboukový“. Posouzení horního pásu na vybočení v rovině příhradového nosníku. Posouzení horního pásu na vybočení z roviny příhradového nosníku. Stabilita tlačeného pásu otevřeného mostu (Engesser). Výpočet skutečné tuhosti příčného polorámu. Posouzení na hodnotu C lim. Engesserovým výpočtem stanovit hodnotu βm. Posouzení na hodnotu C min. V případě negativního posudku návrh úpravy p říčného polorámu. Dolní pás – dvoustěnný průřez (4 varianty dolního pásu). Spolupůsobící šířka žlabu pro kolejové lože. Výpočet průřezových veličin efektivního průřezu dolního pásu. Posouzení dolního pásu. Výpočet napětí v krajní podélné výztuze z mostovky a z hlavního nosného systému. (v plechu mostovky nad příčníkem, v dolních vláknech v poli). Diagonály – otevřeného I průřezu. Posouzení tažených diagonál. Posouzení tlačených diagonál – vybočení v rovině a z roviny příhradového nosníku.
Mosty
Zásady návrhu spřaženého ocelobetonového silničního mostu
Mosty
Rozmístění zatěžovacích pruhů na mostě
pruhy mohou být v různém pořadí
Mosty
Nejúčinnější zatížení pro nosník 1
Mosty
Posouzení hlavního nosníku pro mezní stav únosnosti (MSÚ – ULS)
•
Únosnost v ohybu
Mosty
Únosnost ve smyku k τ = 5,34 + ,
4 (a d )2
a štíhlost stojiny λw =
d/t w 37,4 ε k τ
Z této štíhlosti plyne sou činitel χw = 1,37/(0,7 +λw ) a únosnost stojiny ve smyku (s vlivem boulení) Vbw.Rd = d tw fyd χw / 3
Mosty
Vliv teploty
Mosty
Posouzení na únavu Model zatížení 3
Mosty
Návrh spřažení
Mosty
Zásady návrhu dřevěné lávky • Příklady desek mostovek vyrobených z lamel
Mosty
Dílčí součinitele 1. Dřevo a materiály na bázi dřeva - běžné posouzení - rostlé dřevo - lepené lamelové dřevo - L VL, překližka, OSB - posouzení na únavu
γM = 1,3 γM = 1,25 γM = 1,2 γM, fat = 1,0
2. Spoje - běžné posouzení - posouzení na únavu
γM = 1,3 γM, fat = 1,0
3. Ocel používaná ve spřažených prvcích
γM, s = 1,15
4. Beton používaný ve spřažených prvcích
γM, c = 1,5
5. Hmoždíky mezi dřevem a betonem ve spřažených prvcích - běžné posouzení - posouzení na únavu
γM,v = 1,25 γM,v,fat = 1,0 γM, s
6. Předpínací ocelové prvky
Mosty
= 1,15
Zásady analýzy konstrukce Analýza lamelové desky mostovky má být založena na jedné z následujících možností:
• • •
teorii ortotropní desky; modelování desky mostovky pomocí roštu; zjednodušené metodě.
Mosty
Roznášení soustředěných zatížení
Mosty
Mezní stavy použitelnosti Mezní hodnoty průhybů Doporučené hodnoty jsou podtrženy.
•
Zatížení
Rozsah mezních hodnot
Charakteristické zatížení dopravou
ℓ/400 až ℓ/500
Zatížení pěší dopravou a zatížení nízkou dopravou
ℓ/200 až ℓ/400
Kmitání
Mosty
