KO PI E
12.12.2016
Základy stavebního inženýrství
EN T
SK
Á
Ing. Miroslav Rosmanit, Ph.D. Katedra konstrukcí
ST
UD
Základní princip
1
12.12.2016
KO PI E
Základní princip
Základní charakteristiky konstrukce
Zatížení působící na konstrukci
Účinky zatížení – vnitřní síly v konstrukci
Á
Volba materiálu a stanovení únosnosti
EN T
SK
Konstrukce
Základní princip
ST
UD
ÚČINEK ZATÍŽENÍ ≤ ÚNOSNOST
2
12.12.2016
KO PI E
Základní princip
Základní charakteristiky konstrukce
Zatížení působící na konstrukci
Účinky zatížení – vnitřní síly v konstrukci
Á
Volba materiálu a stanovení únosnosti
EN T
SK
Konstrukce
Návrh konstrukce
Typ konstrukce (most, věž, rodinný dům, podvodní hotel) Materiál Rozměry konstrukcí, nosné prvky Lokalita konstrukce Okolní terén Skladba konstrukcí
ST
UD
1) 2) 3) 4) 5) 6)
3
12.12.2016
KO PI E
Základní princip
Základní charakteristiky konstrukce
Zatížení působící na konstrukci
Účinky zatížení – vnitřní síly v konstrukci
Á
Volba materiálu a stanovení únosnosti
EN T
SK
Konstrukce
Zatížení působící na konstrukci
ST
UD
Zatížení – EC + EC1 ČSN EN 1990 – Zásady navrhování konstrukcí ČSN EN 1991-1-1 – Část 1-1: Obecná zatížení - Objemové tíhy, vlastní tíha a užitná zatížení pozemních staveb. ČSN EN 1991-1-2 – Část 1-2: Obecná zatížení - Zatížení konstrukcí vystavených účinkům požáru. ČSN EN 1991-1-3 – Část 1-3: Obecná zatížení - Zatížení sněhem. ČSN EN 1991-1-4 – Část 1-4: Obecná zatížení - Zatížení větrem. ČSN EN 1991-1-5 – Část 1-5: Obecná zatížení - Zatížení teplotou. ČSN EN 1991-1-6 – Část 1-6: Obecná zatížení - Zatížení během provádění. ČSN EN 1991-1-7 – Část 1-7: Obecná zatížení - Mimořádná zatížení. ČSN EN 1991-2 – Část 2: Zatížení mostů dopravou. ČSN EN 1991-3 – Část 3: Zatížení od jeřábů a strojního vybavení. ČSN EN 1991-4 – Část 4: Zatížení zásobníků a nádrží.
4
12.12.2016
KO PI E
Zatížení působící na konstrukci
EN T
SK
Dělení dle proměnlivosti v čase: Zatížení stálá Zatížení proměnná Zatížení mimořádná
Á
Zatížení je vliv působící na konstrukci, který způsobuje změnu stavu napjatosti, změnu stavu přetvoření nebo změnu tvaru a polohy konstrukce.
Zatížení působící na konstrukci
UD
Zatížení stálá Obvykle působí po celou dobu trvání uvažované návrhové situace. Velikost se časem příliš nemění, nebo se mění pouze v jednom smyslu (monotónně), než dosáhne určité limitní hodnoty (vlastní tíha konstrukcí, pevné vybavení, …)
ST
Objemová hmotnost: - dřevo 300 – 800 (1000) kg.m-3 - zdivo (cihly) 1 800 kg.m-3 - prostý beton 2 100 kg.m-3 - železobeton 2 500 kg.m-3 - ocel 7 850 kg.m-3
5
12.12.2016
KO PI E
Zatížení působící na konstrukci
Zatížení proměnná Obvykle nepůsobí po celou dobu trvání uvažované návrhové situace. Velikost je s časem výrazně proměnlivá a není monotónní (užitná zatížení stropních konstrukcí nosníků a střech budov, zatížení sněhem a větrem) a) užitná zatížení stropních a střešních konstrukcí - vznikají v důsledku užívání navrhovaných konstrukcí, - patří sem: obvyklé užívání osobami, nábytek a přemístitelné předměty, obsah nádrží, vozidla, …
EN T
SK
Á
např: kategorie A (obytné budovy) 2 kN/m2 kategorie C1 (školy, kavárny) 3 kN/m2 kategorie C5 (tribuny, nástupiště) 7,5 kN/m2
Zatížení působící na konstrukci
ST
UD
Zatížení proměnná b) zatížení sněhem
6
12.12.2016
KO PI E
Zatížení působící na konstrukci Zatížení proměnná zatížení sněhem ovlivňuje: - tvar a sklon střechy
Á
EN T
SK
- tepelné vlastnosti - okolní terén
- drsnost povrchu
Zatížení působící na konstrukci
ST
UD
Zatížení proměnná c) zatížení větrem
7
12.12.2016
EN T
SK
Á
Zatížení proměnná Tlak větru se určuje pro povrchy, na které působí vítr buď přímo či nepřímo. Tlak větru se aplikuje při výpočtu zatížení větrem na prvky obvodového pláště, na upevňovací prvky a na konstrukční části.
KO PI E
Zatížení působící na konstrukci
Zatížení působící na konstrukci
ST
UD
Zatížení mimořádná Mimořádná zatížení obvykle působí jen velmi krátce a jejich výskyt je během životnosti konstrukce výjimečný. - výbuch, - náraz, - následek lidských chyb.
8
12.12.2016
KO PI E
Základní princip
Základní charakteristiky konstrukce
Zatížení působící na konstrukci
Účinky zatížení – vnitřní síly v konstrukci
Á
Volba materiálu a stanovení únosnosti
EN T
SK
Konstrukce
Účinky zatížení – vnitřní síly v konstrukci
UD
Účinek zatížení je projev zatížení působícího na konstrukci.
ST
Možno kvantifikovat např.: - velikost vnitřních sil, - hodnotami napětí a deformacemi, - průhyby a pootočeními.
účinek zatížení
zatížení
9
12.12.2016
KO PI E
Účinky zatížení – vnitřní síly v konstrukci Účinek zatížení Vždy musí být splněna podmínka.
účinek zatížení ≤ únosnost
Konstrukce ztrácí spolehlivost, jestliže překročí některý z mezních stavů:
Á
MSP – mezní stav použitelnosti Posouzení vzniku nadměrných deformací (např. průhyb, protažení, kmitání).
EN T
SK
MSÚ – mezní stav únosnosti Překročení mezního stavu únosnosti má za následek porušení konstrukce.
Základní princip
Základní charakteristiky konstrukce
UD
Zatížení působící na konstrukci
ST
Účinky zatížení – vnitřní síly v konstrukci
Volba materiálu a stanovení únosnosti
Konstrukce
10
12.12.2016
KO PI E
Volba materiálu a stanovení únosnosti Základní konstrukční materiály 1)Zdivo 2)Ocel 3) Beton 1) Železobeton
EN T
SK
Á
2)Dřevo a materiály na jeho bázi
Volba materiálu a stanovení únosnosti
ST
UD
Zdivo EUROKÓD 6 ČSN EN 1996-1-1: Navrhování zděných konstrukcí – Část 1-1: Obecná pravidla pro vyztužené a nevyztužené zděné konstrukce.
11
12.12.2016
KO PI E
Volba materiálu a stanovení únosnosti
Zdivo Zdivo je seskupení zdících prvků uložených podle stanoveného uspořádání a obvykle spojených maltou.
EN T
SK
Á
Složky zdiva: - zdící prvky – pálené keramické a vápenopískové cihly, betonové prvky s hutným a lehkým kamenivem, pórobetonové tvárnice, kamenné kvádry a prvky z umělého kamene. - malta - dle pojiva: cementová, vápenná, … - typy podle EN: obyčejná, pro tenké spáry, lehká - výplňový beton - výztuž – ocelové pruty, sítě
Volba materiálu a stanovení únosnosti
ST
UD
Ocel EUROKÓD 3 ČSN EN 1992-1-1 Navrhování ocelových konstrukcí – Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby
12
12.12.2016
KO PI E
Volba materiálu a stanovení únosnosti
Ocel Ocel je slitina železa, uhlíku a dalších legujících prvků, která obsahuje méně než
EN T
SK
Á
2,14 % uhlíku.
Volba materiálu a stanovení únosnosti
UD
Ocel Výhody oceli: - vysoká pevnost vzhledem k hmotnosti, - rychlá montáž, - recyklovatelnost, - průmyslová výroba (přesnost, automatizace, odstranění sezónnosti)
ST
Nevýhody oceli: - náročnější údržba (koroze), - nižší odolnost proti ohni, - vyšší tepelná a akustická vodivost, - relativně vysoká cena.
13
12.12.2016
KO PI E
Volba materiálu a stanovení únosnosti
EN T
SK
Á
Beton EUROKÓD 2 ČSN EN 1992-1-1 Navrhování betonových konstrukcí – Část 1-1: Obecná pravidla a pravidla pro pozemní stavby
Volba materiálu a stanovení únosnosti
UD
Beton Pevnost betonu je pevnost, při které se zkušební těleso poruší.
ST
Poznámka: v označení beton C20/25 znamená C- concrete 20 - charakteristickou válcovou pevnost betonu v tlaku fck,cyl 25 - charakteristickou krychelnou pevnost betonu v tlaku fck,cube
14
12.12.2016
KO PI E
Volba materiálu a stanovení únosnosti
EN T
SK
Á
Beton
Volba materiálu a stanovení únosnosti
ST
UD
Beton Prostý beton se používá na konstrukce zatížené převážně tlakem (základové konstrukce, masivní pilíře, klenby, opěrné zdi, …)
15
12.12.2016
EN T
SK
Nevýhody betonu: - nízká pevnost v tahu, - mokrý proces výstavby, - vysoká hmotnost, - vyšší tepelná a akustická vodivost, - nákladná a složitá rekonstrukce.
Á
Beton Výhody betonu: - vysoká pevnost v tlaku, - trvanlivost, - ohnivzdornost, - odolnost vůči mechanickému poškození.
KO PI E
Volba materiálu a stanovení únosnosti
Volba materiálu a stanovení únosnosti
ST
UD
Železobeton Železobeton je název pro kompozitní materiál tvořený betonem a ocelovou nebo železnou výztuží (betonářská výztuž), která je do betonu při výrobě vložena tak, aby při deformaci (zatížení) prvku byla „natahována“. Důvodem vkládání výztuže do betonu jsou typické vlastnosti betonu, tj. vysoká pevnost v tlaku a velmi malá pevnost v tahu. Naproti tomu výztuž má v tahu únosnost vysokou.
16
12.12.2016
KO PI E
Volba materiálu a stanovení únosnosti
EN T
SK
Á
Železobeton Výhody železobetonu: - kombinace pevnosti tlaku betonu a pevnosti v tahu oceli, - požární odolnost – krytí výztuže, - ochrana výztuže proti korozi, - variabilita tvarů, - prefabrikace.
Volba materiálu a stanovení únosnosti
ST
UD
Dřevo EUROKÓD 5 Navrhování dřevěných konstrukcí – Část 1-1: Obecná pravidla – Společná pravidla a pravidla pro pozemní stavby
17
12.12.2016
EN T
SK
Á
Dřevo Dřevo je hygroskopický organický materiál.
KO PI E
Volba materiálu a stanovení únosnosti
Volba materiálu a stanovení únosnosti
UD
Dřevo Výhody dřeva: - výborné mechanické a fyzikální vlastnosti, - nízká hmotnost, - obnovitelnost zdroje, - široké spektrum užití, - ekologický materiál.
ST
Nevýhody dřeva: - hořlavost, - dřevokazné houby a hmyz,
18
12.12.2016
KO PI E
Volba materiálu a stanovení únosnosti Dřevo Smrk - nejpoužívanější dřevina ve stavebním průmyslu - střechy, krovy, sloupy, nábytek Borovice - vysoký obsah pryskyřice - nábytkářství, výroba oken a dveří
EN T
SK
Á
Modřín - pružné a trvanlivé dřevo, - nábytek, obklady stěn, schodiště
Volba materiálu a stanovení únosnosti
UD
Dřevo Buk - výroba ohýbaného nábytku, podlahy, - špatně odolává biotickým škůdcům.
ST
Dub - velmi tvrdé a trvanlivé dřevo - výroba podlah a nábytku
19
12.12.2016
KO PI E
Volba materiálu a stanovení únosnosti
EN T
SK
Á
Dřevo
Volba materiálu a stanovení únosnosti
ST
UD
Dřevo – lepené lamelové dřevo (LLD) LLD je konstrukční prvek vytvořený slepením dřevěných lamel s převážně rovnoběžnými vlákny.
20
12.12.2016
EN T
SK
Á
Dřevo – lepené lamelové dřevo (LLD)
KO PI E
Volba materiálu a stanovení únosnosti
Základní princip
Základní charakteristiky konstrukce
UD
Zatížení působící na konstrukci
ST
Účinky zatížení – vnitřní síly v konstrukci
Volba materiálu a stanovení únosnosti
Konstrukce
21
12.12.2016
KO PI E
Konstrukce
EN T
SK
Á
Bakalářské práce
Konstrukce
ST
UD
Bakalářské práce
22
12.12.2016
KO PI E
Konstrukce
EN T
SK
Á
Bakalářské práce
Konstrukce
ST
UD
Bakalářské práce
23
12.12.2016
KO PI E
Konstrukce
EN T
SK
Á
Bakalářské práce
Konstrukce
ST
UD
Diplomové práce
24
12.12.2016
KO PI E
Konstrukce
EN T
SK
Á
Diplomové práce
Konstrukce
ST
UD
Diplomové práce
25
12.12.2016
EN T
SK
Á
KO PI E
Konstrukce
ST
UD
Konstrukce
26
12.12.2016
EN T
SK
Á
KO PI E
Konstrukce
ST
UD
Konstrukce
27
KO PI E
12.12.2016
Á
Děkuji za pozornost
ST
UD
EN T
SK
[email protected]
28
