Statika Test PDF

STATIKA-Otázky 7. Ztužení konstrukcí na přenesení vodorovných zatížení: 1. Technické normy pro posuzování nosných - Ztužení ve vodorovných rovinách zp...

STATIKA-Otázky 7. Ztužení konstrukcí na přenesení vodorovných zatížení: 1. Technické normy pro posuzování nosných - Ztužení ve vodorovných rovinách zpravidla tvoři konstrukcí: stropní či střešní konstrukce, které u patrových a) jsou rozděleny podle účelu a konstrukčního objektů jsou dostatečně tuhé ve své rovině, takže materiálu (např. zatížení stavebních konstrukcí, jsou schopné přenést účinky zatížení na ztužující navrhování betonových konstrukcí, navrhování konstrukci (monolitické stropy nebo panelové ocelových konstrukcí, navrhování dřevěných stropy se zálivkovou výztuží apod.) U halových konstrukcí, navrhování zděných konstrukcí ap.) staveb se tuhost střešní roviny zajišťuje větrovými 2. Základní požadavky na nosné konstrukce: ztužidly (zavětrováním ve střešní rovině). Únosnost 8. Obvyklý postup navrhování nosných konstrukcí: Stabilita 1. Zadání Pružnost a tuhost 2. Koncepční návrh, prostorové uspořádání, Údržba a trvanlivost (životnost) materiály Požární odolnost 3. Podrobný návrh – Analýza konstrukce, stanovení Ekologické faktory zatížení a jejich účinků – Návrh konstrukce jako Ekonomická efektivnost celku, robustnost, propojení – Návrh průřezů, 3. Funkce svislých a vodorovných nosných prvků: rozměrů, výztuže, krycích vrstev – Ověření - Konstrukce je soubor různých prvků, které jsou použitelnosti, trvanlivosti a požární odolnosti uspořádány tak, že bezpečně odolávají všem 4. Prováděcí dokumentace, výkresy, konstrukční zatížením bez nepřiměřených deformací a umožňují detaily, spoje, výztuž, kotven tak řádné využití stavby. 9. Momenty základních nosných prvků: - Svislé prvky poskytují podporu vodorovných prvků a přenášejí zatížení do základů. 10. Základní statické účinky zatížení na nosné - Vodorovné prvky bezprostředně umožňují využití prvky: konstrukce a přenášejí zatížení do sloupů a 11. Definice spolehlivosti: základů. -vlastnost (pravděpodobnost) konstrukce plnit 4. Přenos zatížení konstrukcí z desky na trám, sloup předpokládané funkce během stanovené doby a základ: životnosti a za určitých podmínek -Desky jsou vodorovné prvky, které přenášejí stálé a 1. spolehlivost – pravděpodobnost poruchy užitné zatížení do trámů a sloupů 2. funkce – požadavky! -Nosníky jsou vodorovné prvky, které přenášejí 3. doba životnosti zatížení z desek do sloupů, někdy však nejsou 4. určité podmínky nutné. 12. Mezní stavy únosnosti, použitelnosti a 5. Mezní stavy nosných konstrukcí trvanlivosti: - stavy při jejichž překročení ztrácí konstrukce Mezní stavy – stavy při jejichž překročení ztrácí schopnost plnit funkční požadavky konstrukce schopnost plnit funkční požadavky Mezní stavy únosnosti Mezní stavy únosnosti – ztráta rovnováhy konstrukce jako tuhého – ztráta rovnováhy konstrukce jako tuhého tělesa tělesa – porušení (pevnost materiálu) – porušení, zřícení, ztráta stability – ztráta stability – porušení únavou – porušení únavou Mezní stavy použitelnosti Mezní stavy použitelnosti – provozuschopnost částí konstrukce – provozuschopnost částí konstrukce – pohodlí uživatelů – pohodlí uživatelů – vzhled – vzhled Mezní stavy trvanlivosti a únav Mezní stavy trvanlivosti 6. Celistvost – robustnost nosných konstrukcí: Konstrukce musí být navržena tak, aby: Konstrukce má být navržena a provedena tak, aby degradační procesy se neporušila způsobem nepřiměřeným příčině během návrhové životnosti (za předpokladu (požár, výbuch, náraz, lidské chyby). náležité údržby a s ohledem na okolní prostředí) nenarušily provozuschopnost (z hlediska MSÚ a MSP) nepřípustným způsobem. Při navrhování na trvanlivost se zohlední: Dokonalé spojení betonu a ocelové výztuže Malá 1. předpokládané používání konstrukce a pevnost betonu v tahu se kompenzuje ocelovou požadovaná návrhová kritéria (požadavky na výztuží. konstrukci) 18. Pracovní diagram železobetonového nosníku: 2. očekávané vlivy prostředí (v jakých podmínkách), 3. vlastnosti materiálů (vč. základové půdy) a výrobků, volba nosného systému, tvar prvků a konstrukční opatření (volby při návrhu) 4. jakost řemeslné práce a úroveň kontroly (kvalita provádění) 5. možnosti konkrétních ochranných opatření a stanovená údržba během návrhové životnosti 19. Pracovní diagram betonu: (možnosti údržby) → opatření významně materiálově Závislost mezi napětím a přetvořením není lineární, závislá Hookův zákon platí omezeně 13. Robustnost: -poměrné stlačení εcu = 0,35 % = 3,5 ‰ -porušení Konstrukce má být navržena a provedena tak, aby prvku Modul pružnosti E závisí na se neporušila způsobem nepřiměřeným příčině - pevnosti fcm(třída betonu) (požár, výbuch, náraz, lidské chyby). - druhu kameniva (křemen 1, čedič 1,2, vápenec Mez přijatelné lokalizované poruchy – minimum z: 0,9, pískovec 0,7) 15 % plochy podlaží nebo - jakosti betonu, vodním součiniteli, kapilární 100 m2 pórovitosti Opatření – vytvoření vazeb mezi prvky 20. Charakteristická pevnost betonu: Návrh s uvážením mimořádných situací 14. Použitelnost – základní požadavky: - funkční způsobilost za normálních podmínek - pohodlí uživatelů - vzhled stavby (spíše velké průhyby nebo rozsáhlé trhliny než estetická kritéria) 15. Mezní průhyby: - celkový průhyb při kvazistálém zatížení (viz přednáška Dílčí součinitele) nemá překročit 1/250 rozpětí (L/250) - velikost nadvýšení bednění by neměla překročit 21. Pracovní diagram výztužné oceli: L/250 - kritérium průhybu po zabudování nenosných prvků (příček, stěn, posuvných dveří): L/500 při kvazi stálé kombinaci zatížení 16. Návrhové situace – životnost: Návrhové situace: – Trvalá (normální provoz) – Dočasná (výstavba, přestavba) – Mimořádná (požár, výbuch, náraz) – Seizmická (zemětřesení) Návrhová doba životnosti: – Vyměnitelné součásti, dočasné konstrukce - 10 až 25 let – Zemědělské konstrukce, stavby v energetice - 25- 50 let 22. Pracovní diagram zdiva v tlaku: – Budovy - 50 let – Mosty, tunely, památníky -100 let 17. Podstata železobetonu:  Mimořádná A - Výbuch - Požár - Náraz vozidel 27. Definice charakteristických hodnot zatížení Charakteristické hodnoty Fk: Gk, Qk, gk, qk Charakteristické hodnoty objemové tíhy materiálů a úhly vnitřního tření – EN 1991-1-1, příloha A. 23. Charakteristická pevnost zdiva: Zatížení jsou náhodné veličiny, které se označují symboly F: G, Q, g, q 28. Klasifikace zatěžovacích ploch, základní charakteristické hodnoty užitných zatížení 24. Modul pružnosti zdiva: 29. Zatížení větrem – vlivy, orientační hodnoty 25. Klasifikace zatížení: stálé zatížení G: obvykle působí po celou referenční dobu, jeho velikost má zanedbatelnou proměnlivost nebo se mění monotónně proměnné Q: jeho velikost má v čase nezanedbatelnou proměnlivost a není monotónní mimořádné A: 30. Zatížení sněhem – vlivy, orientační hodnoty působí obvykle krátce, avšak má významnou velikost, během návrhové životnosti se může vyskytnout pouze výjimečně 26. Příklady stálých, proměnných a mimořádných zatížení Stálá G - Vlastní tíha, pevně zabudované součásti - Předpětí - Zatížení vodou a zeminou - Nepřímá zatížení, např. od sedání základů 31. Uspořádání užitného zatížení na rámu Proměnná Q - Užitná zatížení - Sníh - Vítr - Nepřímá zatížení, např. od teploty 32. Uspořádání proměnných zatížení na spojitém nosníku 41. Třídy následků poruchy /42. Směrné úrovně spolehlivosti pro MSÚ a MSP 33. Jaká zatížení vždy uvažujeme při návrhu nosných konstrukcí? -zatížení stálá a užitná 34. Jaká zatížení do výpočtu vždy zahrnujeme? -zatížení proměnná užitná podle účelu stavby -zatížení proměnná klimatická s ohledem na místní podmínky 35. Jaké jsou přibližně charakteristické hodnoty zatížení v ČR? -zatížení základním tlakem větru je 0,5-2,5 kN/m2 -zatížení sněhem na zemi je 0,5-5,0 kN/m2 43. Charakteristické hodnoty materiálových 36. Jak velké jsou přibližně charakteristické hodnoty vlastností, geometrických veličin, stálých a užitných zatížení podle Eurokódů v občanských proměnných zatížení stavbách? - 0,5-7,5 kN/m2 37. Při kombinacích zatížení se uplatňují základní pravidla: -zatížení, která se nemohou z fyzikálních či z funkčních důvodů vyskytovat současně, se nemají uvažovat v jedné kombinaci -kritické zatěžovací stavy se mají stanovit se zřetelem ke zvoleným návrhovým situacím a uvažovaným mezním stavů 38. Při ověřování spolehlivosti metodou dílčích součinitelů platí: -vždy se uvažují příznivé i nepříznivé účinky stálých zatížení -uvažují se pouze nepříznivé účinky proměnných zatížení 39. Druhy nejistot zohledněné metodou dílčích součinitelů /40. Způsoby eliminace vlivu hrubých chyb  48. Aplikace pravidel pro kombinace zatížení pro MSÚ a MSP 44. Dílčí součinitele odolnosti 49. Zajištění spolehlivosti u významných konstrukcí (CC3) 45. Dílčí součinitele zatížení definice, základní hodnoty 46. Reprezentativní hodnoty proměnných zatížení 50. Kombinace pro MSP příklady použití 47. Zásady pro kombinace zatížení, hlavní zatížení  klíčový předpoklad pro pravděpodobnostní hodnocení znalost směrné úrovně spolehlivosti βt → obtížné poskytnout vhodná obecná doporučení ve výjimečných situacích (obvykle mimo rámec norem) odvození směrné úrovně spolehlivosti: – optimalizace rizik (nákladů) – dodržení minimálních úrovní bezpečnosti uživatelů 53. Funkce základů -Přenést zatížení do základové půdy, zeminy nebo skalního masivu a zajištění rovnoměrného a 51. Využití pravděpodobnostních metod přijatelného sedání. cílem postihnout většinu obvyklých situací -Jestliže je pevnost základové půdy dostatečná, přiměřeně konzervativně → v některých situacích základy tvoří samostatné patky, při menší pevnosti může být příliš konzervativní půdy se využijí základové pasy nebo desky. dílčí součinitele odvozeny pro stanovené -Při nedostatečné pevnosti půdy je třeba využít (konzervativní) hodnoty součinitelů citlivosti αR a hlubinné základy, například piloty. αE 54. Typy základů pravděpodobnostní metoda: Pf = P{R < E} < Pf,t Nejjednodušší a ekonomický typ je základová (βt)– předpoklady o α nejsou potřeba patka, někdy však nevyhovuje, pak se uplatní typické situace, kdy pravděpodobnostní přístup Spojené patky nebo Základové pasy může přinést významné zpřesnění V případě zvýšeného zatížení nebo méně únosné – situace nedostatečně pokryté normami: zeminy, uplatní se Základové pasy, Základové – konstrukce vystavené neobvyklým zatížením desky, Piloty (tornádo, lavina, mimořádně vysoké konstrukce 55. Použití jednotlivých typů základů atd.) – použití neobvyklých nebo nových materiálů nebo kombinací materiálů (sklo, UHPC, 3D tisk, dřevobeton) – mimořádné konstrukční systémy (velká rozpětí, neobvyklá řešení) typické situace, kdy pravděpodobnostní přístup může přinést významné zpřesnění: požadavek na odlišnou životnost (obvykle delší), 56. Hloubka založení agresivní prostředí ověření spolehlivosti poškozené konstrukce případy, kdy je k dispozici neobvyklé množství informací– nedostatek informací např. o vlastnostech materiálu (jedinečná památková stavba z historického zdiva) nebo zatížení (zatížení od nových vlaků, panely na střeše) – velké množství informací (prefabrikáty, detailní informace ČHMÚ, větrné tunely) Nezámrzná hloubka – jedinečné informace (zatěžovací zkoušky) Z hlediska promrzání se stanoví nejmenší hloubka 52. Využití optimalizace rizik založení pod upraveným povrchem území u konstrukce s mimořádnými následky poruchy– definitivních staveb: kontejnmenty, skladování nebezpečných materiálů, pod zámrznou hloubkou, 0,800 m u velké přehrady, stavby pro bezpečnostní účely atd. hlinitopísčitých a písčitohlinitých půd; ověření spolehlivosti poškozené konstrukce 1,000 m u jílovitých půd; (robustnost) 1,400 m u smrštitelných jílů; 0,500 m u skalních hornin;  1,600 m u jemnozrnných zemin F6 a F7, které -charakteristickou hodnotu stálého i proměnného mohou namrzat; zatížení dílčím součinitelem neupravujeme 0,450 m pod vnitřními stěnami; nejméně 0,4 m u provizorních konstrukcí a u základů prokazatelně chráněných proti promrzání; hloubku založení je třeba zvětšit v oblastech s mrazovým indexem větším než 625 (součin mrazových dnů v souvislém období a průměrné záporné teploty příslušné těmto mrazovým dnům). 57. Sedání základů, mezní deformace VRSTVA ZEMINY „h“ ZATÍŽENA NELINEÁRNÍM NAPĚTÍM σZ JE NAHRAZENA NĚKOLIKA VRSTVAMI ZEMINY TL. „hi“, KAŽDÁ ZATÍŽENA PŘÍSLUŠNÝM KONSTANTNÍM NAPĚTÍM σZi 58. Únosnost základů 59. Mezi klíčová hlediska pro zajištění udržitelnosti ve stavebnictví patří hlediska: -ekonomická, společenská (bezpečnost uživatelů), environmentální 60. Udržitelné navrhování a hodnocení existujících konstrukcí musí splňovat následující: -Snažíme se zachovávat existující konstrukce a adaptovat je pro nové využití. 61. Při ověřování mezního stavu únosnosti STR/GEO: -Gk násobíme γG = 1,35, pokud má zatížení nepříznivé účinky 62. Při ověřování mezního stavu použitelnosti: