Střední škola stavební Jihlava
Sada 2 – Dřevěné a ocelové konstrukce 16. Zatížení stavebních konstrukcí Digitální učební materiál projektu: SŠS Jihlava – šablony registrační číslo projektu:CZ.1.09/1.5.00/34.0284 Šablona: III/2 - inovace a zkvalitnění výuky prostřednictvím ICT
Iveta Čopáková © 2012
Projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a státním rozpočtem České republiky
Základní typy zatížení • 1. Stálé: působí po celou dobu trvání konstrukce – vlastní tíha všech nosných konstrukcí, trvalé součásti nenosných konstrukcí, tlaky sypkých hornin a jiných materiálů na nosné konstrukci
• 2. Nahodilé: – dlouhodobé: déle jak 6 měsíců (od vynuceného přetvoření) • tíha konstrukcí, které mění svou polohu během užívání (např. přemístitelné příčky) • tíha strojů a jiných technologických zařízení a prům. objektů + osvětlovací tělesa • tíha skladovaných hmot a materiálů
– krátkodobé: méně jak 6 měsíců • tíha osob a nábytku působící na konstrukci – užitné zatížení - vi • tíha sněhu, větru a námrazy - klimatické
– mimořádné - živelné pohromy
Výpočet dle ČSN Podle ČSN se stanovují: Normová zatížení - fn Výpočtová zatížení - fd fd = γf . fn γf (gama) – součinitel zatížení
Součinitel zatížení Součinitele zatížení
ČSN
ENV
γfg = 1,1 (pro nosné konstrukce)
stálé
γfg = 1,2 (pro nenosné konstrukce - prefabrikáty)
γfg = 1,2
γfg = 1,3 (pro ostatní části např. omítky, hydroizolace) qk ≤ 2,0 kN/m2: γfq = 1,4
užitné
qk ≤ 5,0 kN/m2: γfq = 1,3 qk > 5,0 kN/m2: γfq = 1,2
γfq = 1,4
Užitné zatížení Normové hodnoty užitných zatížení dle jednotlivých prostorů kategorie
A
prostor
obytný
jednot. typy
ČSN
ENV
jednotka
obecně
1,5
2,0
kN/m2
schodiště
3,0
4,0
kN/m2
balkony
4,0
4,0
kN/m2
B
kanceláře
obecně
2,0
3,0
kN/m2
C
shromažďovací
obecně
4,0 až 5,0
4,0 až 5,0
kN/m2
D
nákupní
obecně
min 4,0
min 5,0
kN/m2
E
skladovací
obecně
5,0
6,0
kN/m2
Zatížení sněhem Zatížení sněhem dle ČSN 73 0035 1. Základní tíhu sněhu najdeme podle mapy sněhových oblastí so: I.-V. sněhová oblast kN/m2. Mapa sněhových oblastí Základní tíha sněhu Sněhová oblast
I
II
III
IV
V
s0 [kN/m2]
0,5
0,7
1,0
1,5
> 1,5 podle údajů hydrometeorologického ústavu
2. Normové zatížení: • sk...normové zatížení [kN/m2] μs...součinitel tvaru střechy (mí) – pro jednoduché střechy pultové nebo sedlové při sklonu střechy do 25° je roven 1,0 – při sklonu 60° a větším je roven 0 – pro mezilehlé hodnoty sklonu lze hodnoty stanovit lineární interpolací
• κ...vyjadřuje vliv tíhy střešního pláště (kapa): – gk pláště ≤ 0,5 kN/m2 pak se κ = 1,2 – 0,5 < gk pláště ≤ 1,0 kN/m2 pak se κ = stanovíme interpolací – gk pláště > 1,0 kN/m2 pak se κ = 1,0
3. Výpočtová hodnota:
Zatížení sněhem dle ENV 1991 1. Základní tíhu sněhu najdeme podle mapy sněhových oblastí sk: I.-V. sněhová oblast kN/m2. Základní tíha sněhu Sněhová oblast
sk [kN/m2]
I
0,75
II
1,05
III
1,5
IV
V
2,25
> 2,25 podle údajů hydrometeorologického ústavu
2. Zatížení na střeše se vypočte ze vzorce: μi...tvarový součinitel (mí) – – – –
pro jednoduché pultové a sedlové střechy použijeme součinitele μ1 pro sklon střechy do 30° je roven 0,8 pro sklony větší jak 30° a menší jak 60° je roven ,α je sklon střechy pro sklon střechy 60° a více je roven 0
Ce...součinitel expozice, který je ve většině případů roven 1,0 Ct...součinitel tepla, který je ve většině případů roven 1,0 sk...charakteristická hodnota zatížení sněhem na zemi [kN/m2]
Výpočet zatížení st. kcí Objemová tíha • Objemová tíha je rovna objemové hmotnosti (v kg/m3)
Plošná tíha • Plošná tíha je rovna plošné hmotnosti (v kg/m2)
Plošné zatížení • Plošné zatížení se stanovuje jako zatížení na jeden metr čtvereční plochy (kN/m2) plošného prvku (např. stropní a střešní desky). Zatížení na jeden metr čtvereční spočteme takto: • při známé objemové hmotnosti vrstvy - tloušťka vrstvy h v metrech přenásobená objemovou tíhou v kN/m3 • při známé plošné hmotnosti respektive plošné tíze vrstvy máme již zatížení přímo na jeden metr čtvereční plochy • užitné zatížení bývá zpravidla také uveden v kN/m2 • celkové charakteristické plošné zatížení je tedy rovno prostému součtu všech vrstev
Zatížení prutové • Prutové zatížení se stanovuje jako zatížení na jeden metr běžný (kN/m) prutového prvku (např. trámy a průvlkay). Zatížení na jeden metr běžný spočteme takto: • veškeré plošné zatížení působící na tento prutový prvek přenásobíme zatěžovací šířkou • ostatní zatížení na prutovém prvku spočteme jako šířka kráte výška tohoto zatěžovacího elementu kráte objemová tíha • Zatěžovací šířka je rovna jedné polovině rozpětí mezi jednotlivými prutovými prvky na obě strany (pro stejná rozpětí se zatěžovací šířka rovná rozpětí).
Zatížení tyčového prvku • Bodové zatížení se stanovuje jako síla (kN) působící ve střednici namáhaného tyčového prvku (např. sloupy). Bodové zatížení spočteme takto: • veškeré prutové zatížení působící na tento tyčový prvek přenásobíme zatěžovací šířkou sloupu • ostatní bodové zatížení spočteme jako šířka kráte délka kráte výška tohoto zatěžovacího elementu kráte objemová tíha • Zatěžovací šířka sloupu je obdobná zatěžovací šířce prutových prvků. V podstatě se jedná o rozměr kolmý na zatěžovací šířku prutového prvku. Též roven jedné polovině rozpětí mezi jednotlivými tyčovými prvky na obě strany.
Příklad Vypočítejte normovou a výpočtovou hodnotu zatížení stropní desky a středního trámu. Užitné rovnoměrné normové zatížení: vi = 4 kNm-2 D1: Dlažba 20 mm / 23 kNm-3 / Cementová malta 20 mm / 21 kNm-3 / Vyrovnávací beton 40 mm / 23 kNm-3 / ŽB deska 70 mm / 25 kNm-3 / Omítka 15 mm / 20 kNm-3 /
000
000
Zdroje: http://www.snihnastrese.cz/vypocet-zatizeni-snehem/ http://www.mizici.com/article.php?aid=156
Literatura: JELÍNEK L., Dřevěné a kovové konstrukce, 1. vydání, Economy Class Company spol. s r.o., 2008, 130 s. JELÍNEK L., ČERVENÝ P., DOUL L., Stavební mechanika, 1. vydání, VOŠ a SPŠ, Volyně, 2012, 154 s., ISBN 978-80-86837-45-1
Materiál je určen k bezplatnému používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je : Iveta Čopáková. Pokud není uvedeno jinak, byly při tvorbě použity volně přístupné internetové zdroje. Autor souhlasí se sdílením vytvořených materiálů a jejich umístěním na www.ssstavji.cz.